煤矿机电自动化技术的创新应用研究

冯亚飞

摘要：随着煤矿现代化的发展，自动化技术在煤矿生产中得到了广泛应用。煤矿机电自动化技术的应用不仅大幅度提高了煤矿的生产效率，还提高了煤矿生产的安全性。简要阐述了煤矿机电自动化技术的优势，探讨了机电自动化设备管理的难点，并介绍了自动化技术在煤矿生产中的应用情况，以期为煤矿现代化发展提供一定的参考。

关键词：煤矿机电;自动化技术;创新应用

随着我国经济的发展，我国煤矿开采的技术也在逐渐的创新，传统的人力开采已经无法满足现代化城市发展的需求，由传统的人力开采逐渐转化为机电自动化开采，机电自动化开采不仅可以提高开采的效率，而且还可以提高开采的质量，减少了煤矿开采事故的发生率。正如大家所知道的，为了保证矿井的安全发展，必须要对煤矿机电自动化技术进行创新，这样煤矿才能更好地发展。

1 煤矿机电自动化技术的优势

1.1 提高煤矿生产效率

在煤矿生产中，传统的机电设备在作业时需要人工操作，这就要求员工具有较高的操作水平和丰富的现场经验。但是，人总会误判一些情况而导致操作失误，这不仅会影响生产效率，还存在一定的安全隐患。如果在生产中不能及时纠正操作失误，就可能发生一些预料不到的后果。最主要的是人存在生理极限，每隔一段时间都要换人来操作机器，这导致机械设备不能以最佳状态运行。而在煤矿机电设备中引入自动化技术后，人对机电设备的干预程度降低，设备运行的效率更高。更为重要的是，可以将人从这种重复劳动中解放出来，使工人有更多时间投入到生产中。在设备运行时，工人只需要调节少数几个参数就可以控制设备的高效运行。

1.2 降低安全事故风险

煤矿行业本身就是一种高危行业，经常会发生各种安全事故，造成重大的人员伤亡，这是煤矿企业不想看到的。在发展了煤矿机电自动化技术后，工人从事一些危险开采活动的频率大大降低，从本质上减少了煤矿事故造成的人员伤亡。更为重要的是，自动化技术还能监测开采过程中存在的一些风险，在事故未发生之前就能发出警报。采用这种方式，大大降低了安全事故发生的概率。自动化技术的优势是能根据过去的一些规律，对现在或未来出现的异常进行预防，将安全事故扼杀在萌芽中，防范于未然。

2 煤矿机电自动化技术特点

对机电设备的有效监测需要利用传感器来进行。控制器接收到设备传感器发送来的信息后，进行准确的识别与判断，根据设定的要求实现自动控制的目的，这就是煤矿机电自动化技术。自动控制技术是集传感技术、计算机技术与控制技术为一体的技术，因此其是一种交叉学科。由于机电设备的种类数量较多，而煤矿生产需要完整的机械与电气设备技术作为依靠，于是这就需要自动化技术提高煤矿生产效率。自动化技术的特点主要有以下几点：①多样性：煤矿生产所需要的设备种类繁多，且数量也多，需要自动化产品展现出多种多样的特点，而每一种机械设备都呈现出不一样的特点，因此就需要自动化产品拥有多样性。②集成化：单片机、可编程逻辑控制器、人机界面与数据采集等技术是煤矿生产自动化技术的核心装备，操作人员可以利用这些设备完成对机电设备的自动监测，随时观察设备的运行状态，同时也可以人工输入数据，使机械根据数据自动进行工作。③智能化：考虑到大多数煤矿深井作业的安全性问题，可以利用智能化技术派遣机器下去探查，确保深井工作的安全性，保护了人类的生命安全。

3 当前煤矿机电自动化技术应用存在的问题

3.1 管理制度不完善

当前，虽然不少煤矿企业引进了先进的机电自动化技术，但是没有跟进管理制度，落后的管理制度导致管理人员和操作人员忽视自动化技术的意义和应用，而且对精密、复杂的设备的日常使用和维护工作也不能满足要求，导致机电自动化技术不能充分发挥其应有的作用和价值。

3.2 煤矿自动化技术不能充分应用

煤矿机电自动化技术设计煤矿生产的诸多环节，是一个系统性的、复杂的系统。不少煤企只针对自身的明显不足，在某些方面引入机电自动化技术。导致机电自动化技术不能充分发挥其最大优势和作用。另外煤矿引入先进设备和技术后，没有注重相关人才的引入和培养。安装人员和操作人员对自动化技术没有充分、彻底的认识和了解，导致设备安装错误、维护不当、操作失误等问题频繁发生，不仅没有提高生产效率，反而导致生产停滞甚至安全事故，极大地损害了企业的利益。

4 自动化技术在煤矿开采中的应用

4.1 在矿井提升过程中的应用

矿井提升机在煤矿材料、设备和煤炭运输中发挥了重要的作用，保证提升机的安全、可靠运行对于煤矿高效生产有重要意义。过去，矿井提升机的运行过程是通过人工控制的，很容易发生各种故障，运行维护成本极高。随着自动化技术的发展，很多矿井的提升机都进行了自动化技术改造。提升机运行采用了PLC和变频器来进行控制，整个运行过程更加平稳、节能、安全，减少了由于人为操作失误引起的提升机安全事故，给煤矿企业带来了一定的经济效益。

4.2 在煤矿开采设备中的应用

采掘设备对煤矿生产效率起着决定作用，其主要作用是完成煤矿生产中的煤炭开采和巷道掘进。在煤矿开采和掘进过程中，由于地质条件的不确定性，很容易发生安全事故。在开采和掘进阶段，工作人员众多，发生事故会造成重大的人员伤亡。减少人员参与煤矿开采和掘进作业，能最大程度上减少人员伤亡。因此，在煤矿开采设备中应用自动化技术具有重大的价值。目前，一些矿井的工作面已经实现了无人化开采，可以通过远程操控采煤机进行煤层切割和液压支架移架作业，生产效率非常高。

4.3 在煤矿生产监督中的应用

实时了解煤矿井下生产活动状况，对于煤矿的安全生产具有重要意义。采用视频监控技术，可以将井下工人的作业画面和视频实时传输到地面控制台上。如果发现工人违规操作，可以直接通知井下负责人处理，杜绝了安全隐患。发生事故时，可以通过视频及时确定安全区域，为工人指明逃生通道。与此同时，将煤矿井下的一些安全数据直接汇总到控制台上，可以监控煤矿井下的总体运行状况。现在，很多矿井已经建立了煤矿生产的自动化监控系统，也称分布式煤矿安全监控系统。

4.4 矿井煤炭传送系统

如今，煤炭需求量的急速上升对传送系统提出了更高的要求，而传送系统是煤矿生产环节中重要的组成部分，需要拥有更优质的工作效率。在面对复杂且危险的生产环境时，传送系统需要实现运送量增加、传送距离增加且稳定的效果，以满足煤矿工作的安全需求。并且，传送系统的效率高低直接与企业经济收益挂钩。

4.5 牵引采煤机及监控系统

采煤机设备结合了电气、液压和机械等多种技术，属于大型机电设备，而采煤机的性能优越直接影响煤炭开采的效率。电牵引技术的出现不仅为采煤机提供了足够的动力，还能够提前预知设备的故障问题，工作人员可以及时阻止机械故障，机械故障发生的频率逐渐降低。

自动监控系统可以根据矿井坑道的实时动态情况，为作业人员提供数据，同时其还具备地理位置，方便地上工作人员对地下矿井情况的掌握，以便制订出正确的下井工作方案。如果出现安全事故，地上工作人员也能通过自动监控系统快速找到被困人员的位置，并及时给出解救方案。因此，采用监控系统可以实现在无人状态下对矿井深处的探查，并将数据记录下来，为地下作业人员的安全提供了一定的保障。

5 结束语

煤矿生产效率的提升离不开机电自动化技术，该技术还可以更好地保证煤矿生产的安全。因此，需要将新型自动化技术与更多的机电设备进行结合，进一步拓展机电自动化技术应用范围，从而实现煤矿安全生产的目标。

参考文献：

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