自動化技術在煤礦開采中的應用研究

劉慶

摘 要：煤礦開采作為我國工業發展的一個重要基礎，通過電氣自動化控制技術等高新科學技術進行實踐應用，是一種極好的改善措施。傳統的煤礦開采行業，通過與新時代的科學技術相結合，才能跟進時代發展的潮流，為國家工業發展提供長久的，穩定的幫助。而煤礦井下采煤自動化技術的高速發展，離不開煤礦開采的實踐與應用，通過二者有機結合，能及時發現自身理論與技術的不足，更好的提高自身技術水平。

關鍵詞：煤礦開采;自動化技術;實踐與應用

引言

對于各個行業來說，安全生產、節約成本、增加收入是其基本追求。在煤炭行業之中實現自動化其高安全性、高產能、低成本的特性為機械化采煤的實施提高了工作效率。直至今日，自動化技術得到廣泛的應用， 在提升采煤工作效率的同時減少意外事故的發生，做到少人則安、無人則安。最終保障員工的安全性，降低風險損失。并且在機械采煤之中加以應用，自動化技術還能提供更多的新技術、新方向，在推動煤炭行業快速發展，成為可持續發展的重點，最終在各個行業與領域之中得以應用。

1 采煤中自動化的優勢

1.1 穩定性好

整個開采過程由自動化控制系統監控，對煤礦開采過程的監控遠遠勝于人工監控。減少了巨大隱患的發生，保證了整個煤礦開采過程的穩定。

1.2 安全性更高

在煤礦開采作業之中應用自動化，還能提升煤礦行業人員的安全性。在煤礦開采過程中，對于地下作業安全性有著極高的要求。目前，隨著國內煤礦優質資源開采殆盡，井下現有資源多存在于自然災害嚴重地帶，人工開采經常會出現安全事故，所以需要格外的重視煤礦開采的安全性。使用自動化開采技術，就可以規避傳統人力煤礦的開采作業，并且通過機械開采的方式，不但能滿足對應的生產要求，還可以確保人身的安全不受到任何的影響，這樣真正做到了合理的規避。所以，自動化技術直接應用到煤礦開采作業當中去，就可以解放勞動力，在提升生產安全系數的同時持續擴大自動化的實際應用范圍，真正做到少人則安，無人必安。

2 自動化技術在煤礦開采中的應用

2.1 煤礦運輸

煤礦的開采，正是為了最后工業的使用。無論是送往繼續加工處理， 還是其他。煤礦的運輸問題也是一個需要考慮的問題。在舊時，煤礦的運輸由人工，或者那些簡單的機械工具負責。因此，后來改進后的機械運輸也并不能滿足運輸需求。因此通過電氣自動化控制技術，對煤礦運輸進行改良。比如可以增加監控系統及加裝對應傳感器及變頻控制器等設備，實現皮帶根據煤量自動調整帶速等，減少運輸途中撒煤、丟煤，以防經濟效益的重大損失。

2.2 在提升機中的應用

提升機同樣是煤礦中的重要設備，在實際應用中，提升機會影響到開采的效率和質量，但是其自身也容易受到外界因素的影響。而將自動化技術應用到提升機中后，通過各部位傳感器原件的利用，可以對設備健康狀況進行實時監控，發現故障時及時提醒工作人員，保證其處于正常狀態， 提升效率。

2.3 煤礦掘進

掘進工作面自動化控制技術的研究就是要實現掘進工作面生產過程的自動化，以減輕工人勞動強度，提高生產效率;實現對主要生產設備工礦的實時在線監測，及時發現故障隱患，及時采取措施避免設備損壞，提高設備正常開機率;將掘進工作面的相關信息及時傳輸到地面，并通過計算機網絡實現共享，達到生產管理的信息化。

2.4 在掘進工作面的系統集成

掘進機集控系統分為三個部分，分別為掘進機控制系統、井下掘進機集控系統、井上掘進機集控系統，可對掘進機進行近距離無線遙控（遙控器）、井下遠控（井下集控操作臺）、井上遠控（井上集控操作臺）、本機控制（掘進機操作臺）等四種控制操作。其中掘進機上分別在四周和一運上安裝有高清攝像頭，用以集控室人員遠程監控掘進機周圍情況;在炮頭、鏟板、后支撐等地安裝有陀螺儀，用以對掘進機的姿態進行監測;在掘進機的兩側安裝有雷達測距傳感器，用以對掘進機與兩幫的距離監測;在掘進機行人側后方裝有人體監測傳感器，用以掘進機運行時行人保護;裝有油缸傳感器，對掘進機的切割部的角度進行監測;加設語音對講系統，按下不同的按鍵可分別與井下集控室和井上集控室進行持續語音通話。以上設備所取得的信息通過無線傳輸的方式傳至井下集控室，進而傳至井上集控室，實現掘進機的運行狀態和運行參數的動態展示。而當需要遠程控制時，只需在掘進機上控制遠控開關，即可在集控室內觀看顯示器進行掘進作業。

2.5 電氣自動化在掘進工作面工藝設備中的應用

皮帶風機水泵集控系統使用PLC可編程控制器作為控制核心，通過控制箱，將三個設備的運行狀態和啟停開關集控至操作臺，可以實施對皮帶、風機、水泵的一鍵啟停與實施故障監測。另外，系統配備一個顯示器，目前有三個畫面，分別為一部皮帶機頭，二部皮帶機頭和風機控制箱。以下為各設備的詳細功能介紹。

每部皮帶都安裝有煙霧傳感器監測煙霧、溫度傳感器監測皮帶周圍溫度、速度傳感器監測皮帶啟動時的速度、撕裂傳感器監測皮帶撕裂、堆煤傳感器監測機頭是否堆煤，跑偏傳感器監測皮帶是否跑偏以及沿線急停開關。特別的是，每部皮帶都有遠程、集控、就地、檢修和閉鎖五個運行模式。

3 提升機械采煤中自動化技術可靠應用的有效措施

3.1 合理改善電氣化設備應用的環境

第一，在實際應用電氣化設備的過程中，還需要強調外圍的防護處理，確保在可控的范圍內盡可能滿足設備運行環境的良好性需求。第二， 對于設備運行的環境溫度需要實時監測，特別是在面臨高溫環境和低溫環境的時候，就有可能出現信號失真，同樣也可能會存在燒毀等問題，這就要求做好對應的散熱處理。第三，做好相應的密封處理。合理有效的密封能夠規避惡劣環境、輻射波、電磁波等對于設備造成的影響，同時奠定設備安全使用基礎，為設備延長使用壽命。

3.2 提高機械開采人性化程度

在實施煤炭開采時，人性化不僅僅需要體現在采煤過程中，也需要在設備操作之中加以體現。在研究采煤機械的時候，需要將重點放置在設備故障問題的分析與解決的基礎上，這樣才可以提供合理的支持，服務煤炭開采工作設備相應的運行要求，這樣就可以滿足設備運行安全性的提高， 同時也能夠滿足穩定性的要求[3]。一般來說，煤炭本身具有較高或者是較低的硬度，都會直接影響到采煤和挖煤的速度，這就要求按照煤炭的實際硬度來合理的明確采煤與挖煤的實際速度[4]，以此來保障開采進度的平穩性。

結束語

綜上所述，煤礦采煤技術得到了飛速的發展，一個顯著的特點就是煤礦開采的效率和安全性大幅度提高，對人工的需求量越來越少。采煤技術發展的關鍵在于電氣自動化和機械自動化技術的應用，實現了生產的集中控制。目前，采煤技術正朝著智能化方向發展，盡力實現煤礦的無人化開采，從而突破綜采技術的產量瓶頸。自動化技術已經在綜采中的方方面面得到了應用，極大地提升了煤礦開采的效率。

參考文獻：

[1] 孟少華.機電自動化技術在煤礦中的實際應用[J].當代化工研究，2020，（13）： 84-85.

[2] 王志平.基于機械自動化技術在采煤中的應用實踐研究[J].礦業裝備，2020， （3）：102-103.

[3] 王磊.機電自動化技術在煤礦中的實際應用[J].能源與節能，2020，（5）：173- 174，183.

[4] 李斐.電氣自動化控制技術在煤礦開采作業中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019，（13）：119.

[5] 栗靖，董小波，黃泉清，席艷凱，姜紅.電氣自動化控制技術在煤礦開采作業中的運用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2019，（15）：29-30.