机械自动化技术在煤矿中的应用

孙卫杰

（山西阳煤寺家庄煤业有限公司，山西 晋中 045300）

引言

作为现代化生产的标志，将机械自动化应用到煤矿生产中，不仅有助于改善生产效率与煤炭产量，提高经济效益，也有助于促进社会进步。大多数煤矿业在生产过程中都需要大量机械设备，为煤矿生产提供帮助，但是煤矿机械生产总体水平不高，和钢铁、石油、电力等行业相比都存在差距。因此，在实际工作中，必须重视机械自动化技术在煤矿生产中的运用，通过不断改进与更新，为煤矿自动化建设与发展提供坚实的基础［1］。

1 煤矿生产中的机械自动化概述

1.1 机械自动化的定义

机械自动化是利用自动化技术，在无人操作机械的情况下，根据预定程序与指令控制完成工作。机械自动化作为一项全新的技术，是机械从人工操作到程序自动运作的过程（如图1）。除此之外，机械自动化还能用于煤矿生产，在节省资源的同时，提高生产效率，推动生产发展。

1.2 煤矿机械自动化的运用价值

图1 机械自动化示意图

从机械自动化发展历程来看，经历了多个阶段，总体速度较快，和其他科技相辅相成，并且展现出多元化的发展特征［2］。机械自动化发展历程也是一个循序渐进的过程，从简单到复杂，不断变化。从当前的发展过程来看，国内机械自动化水平总体不高，并且处在发展时期，和发达国家相比，整体水平还存在很大差距，这不仅影响了煤矿发展进程，对生产效率的提高也造成了极大的影响。在生产中，机械自动化不仅能快速提高煤矿生产的连续性，对减少人力投入、提高生产效率、避免不必要的安全隐患也有很大作用。因此，增强煤矿机械自动化的高效应用和提高机械自动化水平对促进煤矿业发展具有重大作用［3］。

2 机械自动化在煤矿中的应用

2.1 机械自动化在煤矿掘进中的运用

近几年，随着科学技术的大力推广，机械自动化技术在掘进中很好的运用，作为煤矿开挖最基础的内容，掘进效率影响着整个开采进程及效率，机械自动化主要针对掘进机的利用。掘进机使用了操作箱、开关箱、压扣控制、照明灯等系统，通过和液压系统相互配合，不仅改善了掘进效率，同时也为整个开采节省了时间。

2.2 机械自动化在采煤中的运用

采煤是煤矿生产的主要目的，机械自动化应用在采煤过程中发挥了重要的作用，不仅提高了工作效率，还确保了采煤过程中的安全问题。电牵引采煤机作为最典型的实例，能在无人驾驶的情况下，根据程序要求进行无人操作（如图2）。电牵引具有很好的工作性能，实践操作简单，结合事先预定的程序，手动选择方式与时间，能快速完成采煤任务。另外，电牵引采煤机还具有较好的适用性，适用于复杂煤层，具有程序可靠、结构简单的优势［4］。

图2 电牵引采煤机程序

目前煤矿输送机正逐步向着重承载、多样化的方向演变，开始利用主副液压平衡、双速电机，通过计算机技术进行监测。液压支架使用的是以高压大流量、电液控制的系统，移驾速度为6～8s／架，高可靠性、大功率的机电一体化技术让单产更加高效，煤矿生产更加集中。国内采掘技术相对滞后，采煤机最大功率的液压牵引与电牵引分别为800kW、830kW，牵引调速方式以液压为主，电牵引起步相对较晚，国内电牵引的采煤机只有 MG3344－PWD型。工作面刮板的运输机输送能力总体偏低，连接强度与过煤量较小，无工况的电液控制正在研究，检测与电气控制相对落后，还不具备诊断故障的作用。

2.3 机械自动化在提升矿井中的运用

目前，机械自动化技术在煤矿开采中也得到了很好的应用。以煤炭自地下向地上运输的矿井为例，解决提升矿井中存在的两个问题：1）效率提升的问题。在未用机械自动化技术前，提升完全依赖人力，效率不够，应用机械自动化技术后，效率得到了很大的提高；2）操作安全的问题，在进行机械自动化操作前，必须保障相关人员的操作安全，自应用机械自动化技术后，提升机的优势在于操作便利，确保操作安全。

2.4 机械自动化在输送煤炭中的运用

输送煤炭过程中，在未应用机械自动化技术前，煤矿主要依赖人力搬运，再统一输送到预定地点。自机械自动化技术运用到煤矿后，就不再需要以往的输送方式，输送带极大地提高了输送效率。其中皮带式输送带最大的优势在于运输量大、运行可靠、无时间上限，因此在煤矿业得到了很好的应用［5］。

目前综合系统化保护已经替代传统单一的保护，PLC与计算机得到普遍应用，DCS与矿井监控连接，进行地面监控。另外，很多高校研制的全数字调速系统在煤矿业应用中也取得了显著的效果；电视工业胶带与计算机监控系统开始在煤矿中使用，从实践结果来看效果显著。当前，国内使用最多的是晶闸管斩波器，随着各种电子器件的不断应用与开发，高效率、高斩波频率也投入应用，随后又有以PLC与微机为核心的系统被成功研制出来。

3 机械自动化在煤矿开采中的发展

3.1 实现重点岗位的机械自动化工作

煤矿开采作为高危行业，受复杂的作业环境影响，井下煤矿生产需要大量的人力、物力投入，但危险事故时有发生。因此自动化开采设备应在煤矿开采中被正有效应用，尤其是高危环节，必须进行自动化开采，从源头上减小事故发生率，提高开采安全性。

3.2 实现可持续环节的机械作业

使用机械自动化能很好的承担起程序设计与指令定义，在工作人员完成自动化控制与调节后，就不再需要其他人员投入，机械工作依赖设定步骤与程序要求，确保开采、掘进、运输、提升连续作业，这样才能改善企业生产力，让连续作业替代作业内容，从而减小成本损耗，为企业创造更多的利益。

3.3 开采技术和其他自动化技术的融合

机械自动化除了在煤矿业的广泛应用，还能与其他各种自动化技术进行融合，利用先进的技术条件推进采煤技术发展，并在机械自动化体系中引进遥感、遥测、定位技术，让工作人员更好地掌握操作机构中的工作状态、作业环境，让机械采矿自动化更加可靠的运转，实现效益最大化。

4 结语

将信息化应用到煤矿生产的各个环节，不仅能提高机电生产运行效率，同时也能保障整个矿区的安全性能与监控。因此，在实际工作中，必须结合实际情况，从改善系统可靠性、安全性与经济效益出发，增强机械自动化在煤矿中的应用，为煤矿安全生产提供更好的保障。

［1］ 林佳彦.机械自动化技术在煤矿中的应用研究［J］.机电信息，2013，18：118－119.

［2］ 石俊.机械自动化技术在煤矿生产中的应用及发展［J］.科技与企业，2014，16：270.

［3］ 贾瑛.煤矿机械设备电气自动化技术的应用研究［J］.科技与企业，2013，13：137.

［4］ 刘化州，范慧.有关电气自动化技术在煤矿的应用分析［J］.数字技术与应用，2012，4：100.

［5］ 尹志勇.煤矿机械设备电气自动化技术应用［J］.赤子，2014，4：293.