煤矿采煤中自动化技术的应用研究

（兖州煤业鄂尔多斯能化转龙湾煤炭有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017205）

0 引言

在社会经济的发展中，煤炭具有举足轻重的地位。近年来，基于国民经济水平的不断提升，煤矿领域的发展日新月异。在煤矿采煤中应用一系列自动化生产技术设备，这显著提升了煤矿采煤生产效率和自动化水平，也减轻了煤矿工人的劳动强度。随着煤炭资源的短缺和市场竞争的激烈化，煤矿企业只有结合自动化等高新技术开展生产，才可以减小成本和提高效益。下面，笔者主要对煤矿采煤中自动化技术的应用问题进行了简要的探究。

1 煤矿采煤中自动化技术的应用意义

在当前的信息化社会时代背景下，自动化技术具备显著的网络化和智能化特色以及具备日益多样性的作用。当前，我国自动化技术在煤矿领域中的应用恰恰处在完善和发展阶段，不但存在基于某个生产环节的自动化，而且也存在面向采煤全过程等的自动化系统。可以说，煤矿领域中自动化技术的应用是必然的发展趋势。1.1 提高煤矿生产的安全性和设备稳定性

由于煤炭资源都深埋于地下，因此煤矿开采这种行业具备非常高的危险性，不仅存在危险和复杂的生产环境，还具备非常强的生产连续性特点。鉴于此，我国政府部门对煤矿生产的安全性、标准性要求比较高。

内置专用工控计算机、专用芯片、高度集成电子元器件的自动化设备能够有效地确保应用的稳定性[1]。并且，自动化设备中具备比较灵活的软件系统，不但能够将很多程序（诊断程序、检测故障程序、控制程序等）设置于其中，而且还能够集成这一系列的程序，从而形成自动化控制的完整系统，控制功能与故障保护、组态检测等一系列功能间密切配合，能够使自动化系统的稳定性进一步提高。

1.2 降低煤矿工人的劳动负担

随着计算机技术的不断进步和发展，自动化技术与计算机技术共同应用于煤矿采煤工作中。计算机作为电气自动化的中心设施，不仅具备功耗小和体积小的优势，而且具备强大的运算和存储功能[2]，非常适宜在小工作空间的煤矿电气自动化产品中应用，像是高科技含量的煤矿机电设备、具有通信作用的电气自动化产品等。在应用这一系列自动化设备的基础上，不但可以准确地判断周围的环境情况，确保设备时刻处于最为理想的运行状态中，而且可以准确、及时地收集需要的参数信息，以有效诊断故障、分析结论、预测将来运行中存在的故障。鉴于此，与之前滞后的煤矿生产方式相比，应用自动化技术可以大大地减轻煤矿工人的劳动负担。

1.3 降低设备故障率

自动化设备是自动化技术应用的根本与基础，在选择自动化设备时一般会以低能耗的机电设备（像是高效风机与电机等）为对象。为了结合实际应用现状，调整设备的运行状态，确保实现节能的效果，恰恰是由于能够结合实际荷载现状实时调整自动化系统，从而可以优化系统的运行状态以及周期。这样一来，可以有效地降低损耗的一些能量。基于自动化系统的有效控制，设备的恒减速制动、平滑调速和软启动 等都可以实现，这样能够使在运行过程中的设备受到转矩和电流的不利影响减少，从而降低故障的出现频率，缩短维修时间，以确保设备在要求的应用年限中一直顺利的运行。

1.4 提高煤矿采煤质量和采煤效率

当前，煤矿采煤过程中也具备了基于采煤机自动运行控制系统、专家诊断系统、故障预报和诊断系统、工况在线传输系统和监测系统以及基于综采工作面的智能化远程监控系统等一系列自动化系统。

应用这一系列自动化系统，显著提高了煤矿采煤自动化能力，从而进一步提高了煤矿生产效率。例如，应用煤矿采煤机的综采装备液压支架和远程监控系统后，采煤机可以结合煤层的软硬、煤层的改变等自动地调节采煤速度和进行切割，并且还可以动态监测综采液压系统压力和一系列受力点状态，从而实时检验和完善综采液压系统的压力，以及对输送机受到支架推送和拉移的情况进行自动调节，当然还可以智能化判断存在的问题。

除此之外，随着自动化技术与设备越来越多地应用于煤矿采煤生产过程中，随着自动化水平的不断提升，在某些情况下防止了人为因素的制约形成的一些消极影响。鉴于此，煤矿采煤中应用自动化技术大大提高了采煤质量。

2 煤矿采煤中自动化技术的具体应用

2.1 完善试验台机械结构，提升整体布置水平

对于煤矿采煤系统而言，变速器试验台这种机电系统具备综合性的特点，其通过机械和液压原理的综合应用，驱动电机保障不间断地作业，相关工作者对扭矩与转速准确输入，从而模拟出变速器。由于驱动电机的最高转速受到非常大的影响，一般难以达到发动机最高转速的标准。因此，相关工作者能够将升速齿轮箱安装在驱动电机之后的位置，从而实现采煤工作效率的有效提升。并且，要想与煤矿采煤的实际工况相接近，相关工作者也能够将惯量盘安装在变速器输入端，惯量盘旋转惯量以及离合器飞轮[4]，涵盖传动轴旋转时候形成的转动惯量保持统一性。

当然，也能够将加载设备安装在试验台末端，涵盖与其相配套的冷却系统，此系统能够给变速器增加相应的阻力矩，以确保显著提升煤矿采煤效率。

2.2 合理选用驱动设备，提升煤矿采煤工作效率

合理地选用驱动设备，可以确保大大提高煤矿采煤质量，一般以内燃机充当驱动设备，也能够以电动机充当动力源。对于不同的动力源，其存在不同的优缺点，煤矿采煤系统中结合内燃机充当驱动端，可以确保试验跟工况尤为接近。

然而，内燃机也存在不足之处，像是其较易形成很多废气、噪声污染严重，从而使外界生态环境受到污染。再者，难以有效控制内燃机扭矩和转速，这会进一步影响煤矿的采煤效率。结合电动机充当试验台动力源，可以降低噪声，以及具备容易控制、外界生态环境污染小、便于暂停和启动和占地面积小等优点 。因此，试验台动力源以电动机充当存在很大的优势作用，在各种煤矿采煤传动系统中具备广泛的应用价值。

2.3 合理选择加载设备，确保煤矿采煤的顺利开展

在煤矿采煤系统中，加载设备属于中心设备。当前，工业设备一般以测功机充当加载设备。并且，在测试发动机运行功率中应用测功机，也能够在减速机和齿轮箱中应用，其属于具备较广应用范围的负载设备。测功机的主要组成部分是负载调速、转矩调节、功率吸收。对加载设备的合理选择，不但可以确保顺利地开展煤矿采煤工作，而且能够给煤矿采煤工作者创建一种安全的工作场所。因为负载转矩的输出方式面临较大不同之处，一般划分测功机为电力测功机、电涡流测功机、水力测功机这3种[6]。

通常而言，在煤矿采煤自动化系统中，大多应用开式布局形式，从而在达到试验标准的前提条件下，以及结合对以上测功机性能的全面比较，证实在煤矿采煤自动化系统中较为适宜应用电涡流测功机。在煤矿采煤系统中，相关工作者还应对发动机运行速度综合分析，并且建构采煤自动化系统的模型，能够在试验台架驱动系统中应用交流异步电机，以有效驱动试验变速器，确保负载机构运行的稳定。驱动电机具备采煤设备发动机以及被测变速器的一系列性能，以及具备优良的扭矩和转速调节性能。要想提高试验结果的准确性，相关工作者应根据发动机的运行速度进行精确探究，从而确保在煤矿采煤系统中更加高效地应用自动化技术。

2.4 合理确定驱动电机参数，防止煤矿采煤设备存在较大的故障问题

以交流异步电机作为驱动电机，相关工作者还应了解驱动电机的一系列参数，从而确保异步电机驱动变速器的稳定工作。对驱动电机参数进行合理确定，可以减小煤矿采煤设备大规模故障率。在自动化技术应用之前，煤矿采煤过程中重点结合人力进行，即在矿井输送和搬运煤炭，这样的方式，不但难以提高工作效率，而且使煤矿采煤工作者的人身安全受到严重的威胁。而科学地应用自动化技术，可以引导相关工作者合理地确定驱动机工作参数，从而提高煤矿采煤效率、提升安全性能、提升安全性能。例如在皮带式输送装置以及输送监控系统在煤矿采煤系统中的应用，可以大大降低煤矿采煤形成的设备故障率。

3 结语

综上所述，通过对自动化技术在煤矿采煤中的具体应用进行探究，例如完善试验台机械结构、提升整体布置水平，合理选择驱动设备、提升煤矿采煤效率，合理地选用加载设备、确保提高煤矿采矿效率、合理选择加载装置、确保煤矿采煤的顺利开展，合理确定驱动电机参数、防止煤矿采煤设备存在较大的故障问题等。总而言之，自动化技术在煤矿采煤中的应用，能够推动煤矿企业的可持续发展。