自动化技术在煤矿开采中的应用分析

马贵生

摘  要：随着煤矿现代化的发展，越来越多的自动化技术应用于煤矿的开采生产。自动化技术的应用不仅提高了煤矿的生产效率，而且增加了煤矿生产的安全性。通过分析自动化技术应用优势，该文介绍了自动化技术在煤矿开采中的具体应用，为煤矿生产自动化提供参考。基于对高生产率和高效采煤自动化的需求，研究了一种基于PLC和WinCC程序的聚类系统，即煤矿自动化采煤系统，可实现自动采煤和地面远程监控。

关键词：现代化  自动化  安全性  应用优势

中图分类号：TD82                         文献标识码：A文章编号：1672-3791（2020）10（c）-0069-03

Abstract： With the development of coal mine modernization， more and more automation technologies are applied in coal mine production. The application of automation technology not only improves the production efficiency of coal mine， but also increases the safety of coal mine production. By analyzing the application advantages of automation technology， this paper introduces the specific application of automation technology in coal mining to provide reference for coal mine production automation. Based on the demand for high productivity and efficient coal mining automation， a clustering system based on PLC and WinCC program， namely coal mine automatic coal mining system， can realize automatic coal mining and ground remote monitoring.

Key Words： Modernization; Automation; Security; Application advantages

1  自动化技术在煤矿开采中应用的优势

煤炭是我国当前经济增长的动力之一，提高煤的采掘效率和质量对我国经济发展意义重大。所以自动化技术在挖掘生产、运输等方面的优越性，能极大地提高整个煤矿系统的生产效率，同时也能减少安全事故的危害，为煤矿企业创造更大的经济效益和社会效益。随着我国煤矿开采业务的不断加强，自动化技术在煤矿开采机械中占据了主导地位。该技术有效提高了机械设备的自动化程度，提高了煤矿机械的运行效率，缩短了设备的装配过程，延长了设备的使用寿命，使设施维护更加方便。

1.1 提高煤矿开采安全性

拿过去的煤矿生产来说，机械设备自动化水平不高，许多危险的勘探和开采作业不得不人为操作，大大增加了煤矿开采的风险，这就不可避免地导致了许多煤矿安全事故频发，造成灾难。随着自动化水平不断提高，采矿过程逐步得到补充，采矿生产系统和设备迅速升级，采矿和采矿新技术不断扩大和应用，在一些煤矿中能耗低，安全可靠。我们已经开始对底层安全系统实施优化和适应措施。由于自动化系统合理，设备齐全，风量满足，稳定性高，为高产、高效以及安全生产提供了强有力的支持。

1.2 提高效率，减少投入

采煤量一般很大，但当人工完成如此大量的人工时，工作时间和人力成本都会增加，随着煤层的加深，开采难度增加，人工开采效率逐渐降低。与人工开采相比，采用自动化机械开采煤炭，不仅准确测量和开采煤炭，而且显著降低了劳动者的劳动强度。

1.3 资源充分利用

众所周知，我国土地资源丰富、煤矿资源丰富，在许多地区都有良好的煤层。但由于基础设施缺失、开采技术不完善、机器自动化效率低等原因导致难以开采几条薄煤层。自动化技术的应用有效地解决了这一问题，很大程度上提高了我国煤炭资源的利用率。

2  自动化技术在煤矿开采中的具体应用

2.1 采煤挖掘

许多自动化技术，如挖掘机自动照明系统、机电传动系统、液压控制系统和控制箱等，用于煤矿机械操作。通过提高和提高生产速度，可以有效地降低工人的劳动强度，降低开采成本，提高经济效益，改善矿山的劳动条件。挖掘是煤矿开采的开始，挖掘的开展直接影响着随后整个采矿活动的进行。开挖速度决定了后续作业的效率，采用挖掘机械自动化是保证开挖工作高效进行的重要前提，只有有效地做好其他后续作业才能有强有力的保证。所以隧道的自动化挖掘工作对于整个采矿过程具有重要的价值。自动化技术应用于挖掘过程中首先使用的就是这种装备有安全开关的井筒，配合井下照明设备液压控制系統，有效地实现掘进工作的自动化，为后续的掘进工作打下坚实的基础。

采煤是煤矿生产的一项主要工作，在传统的采煤过程中，工作人员必须随时到井下修理机器，以达到提高采煤效率的目的，对人力需求也很大，实现采煤自动化后，可以最大限度地提高采煤效率，降低井下作业的人工劳动强度。当前最常用的采煤机就是采用自动化程度高、能按预定路径挖掘等特点的技术方法，在遇到采煤机难以处理的煤层时，也可采用人工掘进。因而在各种采煤地点遥电动采煤机的出现，为复杂煤层的环境开采指明了新的出路，减少了人工维护和开采带来的危险。

2.2 运输应用

部分煤机通过采用自动化技术可以达到更好的供应条件，利用自动化技术通过带式输送机加快系统运行，可以将开采的煤炭迅速运输到指定地点或相关设施，并在指定地点用自动传输设施进行煤炭的密集运输。随着该技术的应用，一些煤矿运输作业对整体运输过程无人驾驶，具有广阔的应用前景，因为它们可以降低运输成本。此外，通过应用自动化技术，可以充分考虑煤矿的开采规模和开采条件，应用范围更广，采矿和运输更顺利。随着自动化程度的提高，随着一台起重机械的使用，各种类型的起重机械的工作效率得到了提高，深度、坡度和矿山规格的范围进一步扩大。

3  自动化技术在煤矿开采的发展前景

近年来，先进的机器自动化理论已经与生产有机结合，现代化的机器自动化设备为煤矿企业提供了一个新的发电机组设备。随着矿业公司的不断发展，机器自动化技术在矿山的应用将具有更广阔的空间。笔者将从以下几个方面谈谈矿山机械自动化技术的发展前景。实现重点工作场所的机器自动化，这种现象源于采矿作业的性质，不仅需要大量的财富、力量和人力，而且往往面临紧急风险。煤矿也是高风险行业之一，因此，没有科学的指导，机器自动化技术的应用是不可能的。特别是在关键工作场所，小的错误会造成不可挽回的损失。

4  自动化技术在煤矿开采的建議

自动化技术是指按照预先设定的程序和指令，使机器在不受干扰的情况下自行生产的操作自动化技术发展到现在已成为工业生产中一种先进的自动化控制技术，代表了先进生产力自动化的生产发展也标志着工业生产从传统手工操作到机械生产的历史发展过程，因此煤矿自动化技术的发展具有很好的前景。煤炭在开采过程中合理采用自动技术，可实现不间断作业，并可按人的意愿进行调整操作，自动化技术应用于煤矿，可有效减少人力需求，提高效率和生产能力。毫无疑问，我国自主开发的电煤、液压支架、废料和皮带运输设施等与国外先进设施相比，具有很强的技术，在国外具有很强的竞争力。

4.1 通风功能多样化

通风系统是煤矿重要的生产系统之一，可以改善煤矿的生产条件，保证作业环境的安全。将自动控制技术应用于通风系统，根据实际工况控制系统运行，控制操作方法，使通风系统的功能多样化，最大限度地发挥其功能，保证煤矿生产的顺利进行。

4.2 软件创新

自动控制技术的作用在于软件的完成程度，软件的设计满足了工作需求，科学地控制设备。因此，有必要结合煤矿生产过程中遇到的困难，不断创新软件的设计，并在实际操作中加以利用。

4.3 硬件创新

为了减少工作量、在操作上提供方便，硬件设计应更简单、更容易使用、操作更方便，并在挖掘过程中顺利操作，以避免不与硬件混合的情况。此外，还可以进一步减少由于硬件故障造成的损失，提高煤矿的开采效率。

4.4 系统创新

以自动化功能提升为目标，进一步完善自动化技术系统，使其更好地操作煤矿开采设施，保证系统稳定运行，以保证自动化技术的顺利进行，减少系统故障，对于提高煤矿生产效率是有保障的。

5  自动化技术在煤矿开采的发展趋势

矿业公司可以实施采矿自动化软件或操作，以更好地控制自己的工作。采矿自动化软件创建报告，以帮助管理人员阅读生产力挑战和增加问责制，以更好地了解投资回报。为了解决提高煤矿生产效率和安全的问题，一些煤矿公司开始向机器人硬件和软件技术等自动化设备的方向发展，车辆或设备独立转换为采矿单位。采矿设备自动化有4种类型：遥控、遥控操作、辅助操作和全自动化。

6  结语

随着煤矿生产规模越来越大，安全是煤矿工业的生命线，由于人类对自动化作业的强烈需求，煤矿生产采用自动化技术，保障了煤矿安全，保证了生产效率。自动化技术可以降低煤矿生产工人的劳动强度，提高他们的工作效率。自动化技术认识到煤矿的生产价值，提高其应用水平。该文分析和探讨了自动化在煤矿生产中的应用特点，自动化技术在煤矿中的应用价值，以及自动化技术在煤矿中的应用，最终实现自动化技术在煤矿开采中的利益最大化。

参考文献

[1] 田宴铭.自动化技术在煤矿开采中的应用研究[J].能源与节能，2020（4）：190-192.

[2] 郭望.煤矿综合自动化系统应用研究[J].科技风，2020（10）：4.

[3] 王振国.煤矿机电自动化的实用技术探讨[J].能源与节能，2015（7）：19-20.

[4] 梁凯.基于PLC和LabVIEW的矿井通风机监控系统设计[J].机械管理开发，2018，33（9）：262-264.

[5] 王俊锋.新形势下煤矿企业生产调度系统及管理工作探析[J].机械管理开发，2016（6）：128-129.

[6] 刘升.PLC在矿井提升机变频中的应用研究[J].当代化工研究，2019（4）：134-135.

[7] 梁敏富.煤矿开采多参量光纤光栅智能感知理论及关键技术[D].中国矿业大学，2019.

[8] 吕伟才.煤矿开采沉陷自动化监测系统研究[D].中国矿业大学，2016.