论机械采煤中电气自动化与信息化技术的应用

王建军

（山西省阳煤集团一矿调度信息中心，山西阳泉045008）

在实施机械采煤期间，设备本身所拥有的自动化水平会直接影响到采煤的工作时间，同时也会影响到对应的工作效率，在节约人力、物力和财力的同时能提升工作安全性，最终促进相关产业的可持续发展。

1 采煤中电气自动化的优势分析

在当前的煤矿开采作业过程中，合理应用电气自动化技术，其本身具有明显的优势，具体而言，其主要是表现在产能作用、安全性更高、效益作用三个方面。通过合理的分析，最终就能满足实际的开采作业要求，了解电气自动化技术的优势所在。

1.1 产能作用

在采煤中，电气自动化技术的应用可以实现煤矿企业产能的提升。实施电气自动化，就可以进一步提升机械采煤的投入产出比，并且还能够满足经济与社会效益的双重要求。传统的人工手工采煤模式，机械往往是辅助，国内的整体煤矿开采水平相对落后，这就使得在开采煤矿能源的时候难免会出现一定的浪费。在煤矿开采之中应用电气自动化，就可以改善产量不足的问题，并且利用这一方式将传统的人工开采替代，就可以实现传统开采模式的更改，并且也可以实现机械自动化一体化在采煤作业之中的合理应用。由于人工操作得到了减少，就可以有效地规避其对应的安全隐患，最终使用到电气自动化的一体化生产模式，这样的优势就主要表现在产出量和实际的开采效率方面。

1.2 安全性更高

在煤矿开采作业之中应用电子自动化，还能提升煤矿行业人员的安全性。在煤矿开采过程中，对于地下作业安全性有着极高的要求，但是考虑到在实施井下作业的过程中会有不明确的作业地点的问题出现，再加上工作环境本身会带有复杂多变的问题，这样就会导致整体的开采都面临恶劣的环境。加上煤矿开采之中会伴随危险性气体和大量粉尘的产生，因为地壳变化的影响，就有可能会出现顶板危险或者是水害，这样的工作环境会对工作人员的身体安全、心理健康造成危害。目前，国内的煤矿开采经常会出现安全事故，所以需要格外的重视煤矿开采的安全性。在煤矿开采之中使用电气自动化技术，就可以规避传统人力煤矿的开采作业，并且通过机械开采的方式，就可以满足对应的生产要求，并且还可以确保人身的安全不受到任何的影响，这样才可以实施合理的规避。所以，电气自动化技术直接应用到煤矿开采作业当中去，就可以解放劳动力，在提升生产安全系数的同时持续扩大电自动化的实际应用范围[1]。

1.3 效益作用

在煤矿开采之中使用电气自动化技术，可以促进煤矿企业整体效益的提升。在日常的生产经营中，需要管理好煤矿开采所需要的经济成本。因为煤矿开采的实际费用较大，会加剧企业日常经营管理之中的复杂性。通过电气自动化技术的使用，就可以实现企业生产效率的提升，减少不必要的开采费用支出，最终在提升煤矿企业整体经济效益的同时提高工作人员的实际收入，从而提升煤矿企业的社会效益。

2 电气化设备安全运行影响的因素分析

第一，环境因素。针对煤矿作业而言，其本身的作业环境优劣，会直接影响到电气化设备对应的运行。如，温度的变化会直接影响到电气设备的稳定性，并且对于设备结构还可能带来变化影响，进而直接影响生产效率。第二，人为因素。因为部分设备投入使用的时间较久，大部分的操作，或者是实施的标准，都要求有相关人员来做好对应的指导，如果专业素质与对应的作业不能够相互的匹配起来，那么在实际的设备运行环节就一定会有偏差存在，甚至还会造成较大的失误，进而严重影响设备运行。第三，元件质量。考虑到电气集成系统之中会涉及到大量的元器件，再加上生产对应元器件的厂家较多，所以，难免就会导致其质量存在较大的差异。因为存在利益因素的影响，所以，难免就会有元件质量不达标的产品出现，这样就会直接影响到对应的安全性，这还需要引起足够的重视[2]。

3 机械采煤中自动化电气技术的关键应用

目前，在煤矿开采作业之中应用电气自动化技术，其本身已经达到较高的程度。为了提高采煤机械设备的应用，需要针对现阶段的关键应用进行合理的处理。因此，在具体的应用之中，要考虑到改良采煤机、提高现代科技的普及力度、提高机械开采人性化程度，通过这三个方面的应用分析，让自动化电气技术得到更加深入的应用。

3.1 改良采煤机

在采煤的可持续发展过程中，为了满足采煤技术的需求，采煤机对应的性能也在持续的变化，从薄煤层之中所使用的采煤机，到后面的大功率采煤机，甚至是利用后续的高强力自动化滚筒采煤机。随着采煤机的不断更新，从另一个层面上也体现出采煤技术的先进性。在采煤机之中，液压支架作为重要的组成部分，其高度也会随着煤层开采的变化而出现对应的变化，并且其支架形式从原本的单一掩护形式逐渐发展到两柱式以及四柱式的掩护形式[3]。对于上述的采煤机更新，就需要利用电气自动化来加以实现。目前，基于条件、经济效益以及安全生产作为基本出发点，就需要做好煤矿开采技术的合理分析与研究，并且液压支架主要是在年产量达到400×104t，或者是600×104t的顶放煤工作面之中加以使用，如图1所示的液压支架示意图，其本身就是经过改良之后，从而满足顶放煤工作面的实际工作要求。

图1 改良之后的液压组成

3.2 提高现代科技的普及力度，合理使用信息化技术

随着采煤技术的不断强化，其对于煤矿企业竞争力的提升也有着很重要的帮助，其不仅可以实现生产效率的快速提升，同时也可以满足资源的节约。目前，基于采煤机械性能的基本情况，就可以适当地改进对应的自动化电气技术，在研究之中，就需要进一步加强采煤设备性能发挥的全过程监督。并且随着新问题的不断出现，也可以采取针对性的诊断方法，选取最佳的处理方式，为提升采煤机械自动化水平提供良好的基础条件。另外，在实施机械采煤之中，还需要考虑到信息化技术的应用。因为在煤矿开采作业之中，有很多作业面的施工都要求能够分析现场的具体情况，如地质条件、水文情况等，所以，通过信息技术利用各种先进的仪器，就可以满足现场数据的调查与分析，最终制定能够匹配施工环境的技术措施，搭配上对应的施工机械，保证满足煤炭开采的效率要求。

3.3 提高机械开采人性化程度

在实施煤炭开采时，人性化不仅仅需要体现在采煤过程中，也需要在设备操作之中加以体现。在研究采煤机械的时候，需要将重点放置在设备故障问题的分析与解决的基础上，这样才可以提供合理的支持，服务煤炭开采工作设备相应的运行要求，这样就可以满足设备运行安全性的提高，同时也能够满足稳定性的要求。一般来说，煤炭本身具有较高或者是较低的硬度，都会直接影响到采煤和挖煤的速度，这就要求按照煤炭的实际硬度来合理的明确采煤与挖煤的实际速度，以此来保障开采进度的平稳性。那么应该如何把握煤炭硬度呢？自动化的开采技术，就可以让开采思路变得更加透彻，同时也能够将煤炭的软硬度和性质进行正确的分析，提供必要的信息支持，来服务于其措施的合理选择，并且按照液压系统之中各个受力点之间的差异性，也可以做好对应的控制与调节，快速实现操作支架的输送、推移以及对应的系统设备自动移动[4]。

如，针对人机界面的人性化设计。在操作界面设计之中，煤矿机械基本都是以人机界面为主。通过人机界面，就可以满足人与机械之间信息的相互交换与传递。由于煤矿机械结构本身的复杂性较大，还存在诸多动力结构，所以在操作界面的操作会变得非常复杂。如人机界面的布置过于杂乱，这样就可能会让其产生烦躁感，同时也可能面临安全隐患。由于操作面板基本都是利用的人机交互界面，所以，在操作面上，操作人员就可以将对应的工作落实，而也能将机械对应的位置，实际的机械倾斜度等具体的显示出来，这样就可以确保操作人员享受到高效的、舒适的体验。在其形式与位置方面，则可以考虑到具体的结构位置，并且在操作面板定位的时候，要求与操作要求、设备造型相互结合起来。如，对于仪表表面的选择，就需要选择不存在刺激或者是反光的暗色调。

4 提升机械采煤中电气自动化技术可靠应用的有效途径

对于机械采煤而言，提高电气自动化技术可靠的应用，就需要重点考虑到合理改善电气化设备应用的环境、注重设备元件的质量和维护、提升工作人员的专业素质三个方面的有效措施，这样才能够满足机械采煤的实际要求，从而提升其经济效益和社会效益。

4.1 合理改善电气化设备应用的环境

第一，在实际应用电气化设备的过程中，还需要强调外围的防护处理，确保在可控的范围内尽可能满足设备运行环境的良好性需求。第二，对于设备运行的环境温度需要实时监测，特别是在面临高温环境和低温环境的时候，就有可能出现信号失真，同样也可能会存在烧毁等问题，这就要求做好对应的散热处理。第三，做好相应的密封处理。合理有效的密封能够规避恶劣环境、辐射波、电磁波等对于设备造成的影响，同时奠定设备安全使用基础，为设备延长使用寿命[5]。

4.2 注重设备元件的质量和维护

元件本身的质量会对设备的运行产生直接的影响，也会降低煤矿生产的效率。因此，工作人员要提高对这方面的实际关注度。第一，在采购环节，需要充分的了解元件的基本情况，并且结合供应商的信誉、资质以及对应的生产规模等进行合理的选择，这样就可以确保元件的基本质量和实际的参数与需求相互匹配。第二，指派专业的技术人员来检查与维护电气设备，这样才能确保实际的应用过程中不会出现故障，并且提供支持，服务机械采煤工作的有效实施。此外，针对新员工，可以考虑到老带新的方式，以此在实践之中不断提升其作业的规范性和效率性，避免新员工对于维护保养的不熟悉，避免出现机械设备“带伤”运行的情况。

4.3 提升工作人员的专业素质

第一，做好工作人员的专业化培训，主要是为了满足电气自动化设备操作能力的全面提升，通过各种方式进行培训帮助工作人员提高其技能与认知水平，如编程能力、检修维护能力、拆卸安装能力等。第二，建立健全管理制度，如考核机制、奖惩机制等，这样就可以凭借制度来激励员工，以此来提升设备运行的可靠性和稳定性[6]。

5 结论

对于各个行业来说，增加收入、节约成本是其基本追求，在煤炭行业之中电气自动化的高产能、低成本的特性为机械采煤的实施提高了工作效率。直至今日，电气自动化技术得到广泛的应用，在提升采煤工作效率的同时减少意外事故的发生，最终保障员工的安全性，降低风险损失。并且在机械采煤之中加以应用，电气自动化还能提供更多的新技术、新方向，在推动煤炭行业快速发展，成为可持续发展的重点，最终在各个行业与领域之中得以应用。