煤矿机械工程智能化展望以及应用探究

张彦军

摘要：在日益复杂的煤矿工作环境和现实需求背景下，无论是工作效能还是绿色作业，煤矿机械工程现代化发展开始受到更多人的重视，倾斜了更多的资金和技术，而这就促使该项工作开始步入发展快车道，也较好满足了人们的期望。但受到技术、作用环境、社会及人为等因素的影响，我国煤矿机械工程智能化发展还存在一定不足。据此，本文特在探究该项工程问题基础上，分析其智能化应用和展望其智能发展方向，以供参考。

关键词：煤矿机械;工程智能化;应用;发展

尽管煤矿机械工程总体发展趋势是向上的，但在受到技术等因素的影响，其在智能化方面还存在一定缺陷，现代化属性赋能度过低，智能体系总体效能不高，阻碍了煤矿工程智能体系的形成。据此探究当前环境下煤矿机械工程智能化应用和发展趋势，除了能为该体系的智能化发展方向提供一定参考，还有助于该体系空白项目的完善，具有现实而积极的意义。

一、煤矿机械工程智能化当前问题分析

（一）在机械设备构成方面

合理的机械构成是现代化智能体系的标志，但尽管目前该工程智能化得到了一定发展，但其中有些器械在灵活度、结构及重量上，仍难以令人满意[1]。如笨重的器械受到灵活度的影响，不仅在效率上存在一定缺陷，而且还会产生大量的维护成本。

（二）在机械设备科技含量方面

事实上，从我国现有煤矿机械设备作业流程可以看出，很多环境上仍是人为在操作，当然其中有些环节确实实现了智能化和数字化设备的应用，但其覆盖面较低，难以全面发挥科技效能。尤其是一些关键作业环节，仍以人工操作为主，而这就难以适应当前煤矿行业发展市场环境，难以在行业市场中获得更多话语权。

（三）在机械设备材料方面

材料质量是煤矿机械设备智能化发展的核心，会在不同程度上影响设备应用周期。但由于我国炼钢技术还处于落后状态，无法在短时间内为该项工程智能发展提升材料支撑。而从国外引入的高质量钢材，不仅会拉大我国煤矿机械设备现代化的距离，还会加大其的投入成本，甚至在某些情况下，还会危机作业人员的健康安全，不利于其持续稳定的发展。

（四）在机械设备环保效能方面

当前煤矿行业环境追求的是可持续的开采发展，但一些单位受到技术因素影响，没有对开采地进行智能化分析，其中有害物质污染了当地的环境，影响该地生态环境的平衡发展，如植被、微生物、空气、土壤等，从而不利于环境和煤矿作业的和谐发展，不利于绿色开采体系的形成。

（五）在机械设备人为操作方面

从我国目前煤矿机械作业群体可以看出，整个体系中人员没有较好的技能素养，对智能、数字化发展认知不足，尤其是一些拥有复杂操作的设备，一些人员不仅难以系统的掌握，还难以在应急操作工作中，及时采取相应操作，降低损失。

二、煤矿机械工程智能化应用分析

（一）在挖掘方面的智能化应用

从煤矿采掘机智能发展方向可以看出，在驱动系统方面：其机械应用了电牵引驱动，较好提升了装机功率，提升了作业效率;在计算机和故障诊断方面：其将计算机信息技术最为该项技术的核心，并在故障诊断上，用传感器进行信息反馈，能准确定位故障情况，为故障措施的制定奠定了较好的基础[2]。在安全作业方面，在信息数据化和远距离技术现场支撑下，采掘技术实现了远程遥控模式，而这不仅能降低系统操作的复杂性，还能在数据化基础上，保障作业人员的生命安全。同时，还可继续丰富远程操作体统，保障系统运行的稳定性，如提升人机交互、强化plc控制、远程发生和接收信号等。此外，由于系统应用了交流电机，因此，其除了能进一步提升系统运行的稳定性，还能降低维修流程，节约维修成本，进而达到一定经济效益。

（二）在运输方面的智能化应用

在煤矿开采的过程中，运输是一个关键环境，因此其智能化形成具有较高的意义。一方面可降低能源损耗，一方面可提升作业效率。具体而言，在稳定可调节方面：运输机以胶带应用为主，并在控制技术上应运用变频技术，以能更好动态调整运输机，让其启动更加平稳;在稳定云方面，需设置液压自控张紧，以促使运输行程和张力可以自动调节;在运输情况即时反馈上，需构建对应的监控系统，并布置在运输全过程;在设备寿命和故障频率上，应将交叉侧卸模式设置在机头，将自动伸缩技术设置在机尾;在焊接质量上，可充分利用智能机器人，在中槽部进行自动焊接，以提升运输机的稳定性。

（三）在安全生产视野上智能化应用

目前，随着煤矿开采作业的不断完善，其智能监控的需求和覆盖越来越广，进而形成了智能监控体系[3]。尤其是一些煤矿企业，为强化监控探头的性能，确保该体系能开以正常的方式运行，为及时定位其中问题和相应人员的应急反应提供一定基础。在其系统组成上，以EPA技术为基点，重构了煤矿生产监控体系，形成了由现场设备、远程监控及信息管理的体系，形成了一体化智能模式，可全范围的排除采掘故障。此外，该系统还能识别更加复杂的作业环境，并利用平台自身属性形成稳定的信息交互平台，从而保障各个监控区域之间的信息交互。

（四）在绿色作业下的智能技术应用

煤矿工程绿色作用拥有非常重要的意义，需对其予以相应重视。目前，一些企业在开采过程中，以大数据技术为基础，模拟实际开采流程，分析开展过程中可能会产生出现的各种问题，如瓦斯、地下水资源及矿渣废弃物等，并整理其中可回收的资源项目，以在降低能源损耗的同时，提升煤矿作业效率。同时，依托智能数据库模拟生态复原技术，进行煤矿资源现代绿色发展的深入开发，以提升同开发环境的契合度，保障生态系统的发展。此外，一些煤矿企业在作业过程中，采用可拆卸式智能机械，在其报废后，回收其中有价值的设备，以降低对环境的危害，降低煤矿作业绿色成本的支出。

三、煤矿机械智能化发展方向分析

首先，智能化的煤矿机械工程适应性更强 针对煤矿所处的地质条件的不同或者煤矿开采难度的不同，可针对性地研究制造相应的设备产品，从而保证采煤工作的顺利进行。煤矿机械设备能够适应各种各样的复杂地质环境，保证煤矿的开采效率;其次，能够实现对煤矿机械工程的远程控制使用电子计算机对煤矿机械的运行进行远程控制，监控测量相应的数据，并将数据进行及时地传递，通过控制器对设备发送指令，以完成操作，实现对整个生产过程的监控。一出现问题故障能够及时地发现并排除，将故障带来的损失尽可能降到最低。

四、结语

在目前的职能化背景下，煤矿机械智能发展是一种趋势。所以，相应单位和企业不仅要理清其中关系，还应精准定位自身存在的缺陷，在自身实情基础上，完善人才、技术、设备等的不足，填补自身短板，以为煤矿机械智能发展奠定良好基础，据此，本文就該方面进行了四个方面的分析，期望能启发相关人员该项工程的开展。

参考文献

[1]董书宁.煤矿安全高效生产地质保障的新技术新装备[J/OL].中国煤炭：1-9[2020-09-22].https：//doi.org/10.19880/j.cnki.ccm.2020.09.

[2]薛光辉，候称心，张云飞，吴淼.煤矿巷道修复重载作业机器人现状与发展趋势[J/OL].工矿自动化：1-7[2020-09-22].https：//doi.org/10.13272/j.issn.1671-251x.17658.

[3]龚晓燕，雷可凡，吴群英，崔小强，吴悦，朱斌，杨富强，张红兵，刘辉.数字孪生驱动的掘进面出风口风流智能调控系统[J/OL].煤炭学报：1-10[2020-09-22].https：//doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2020.0963.