煤矿机电对自动化技术的创新应用对策探讨

毛旺强

[摘    要]近年来，我国各个领域不断加大了科技攻关力度，在此过程中，煤矿企业全面开展了机电对自动化技术的创新应用，意义重大。依托井下物联网、大数据、云计算等高新技术，构建运输、采掘、通风、提升、排水、供电、维修、调度、管理等为一体的自动化控制模式，提升产量与生产安全性。文章首先概述自动化技术在煤矿机电中的应用价值，其次对煤矿机电中自动化技术的应用问题展开了分析，最后重点探讨煤矿机电自动化技术的创新应用对策。

[关键词]创新应用;自动化技术;对策;煤矿;机电

[中图分类号]TD67;TD82 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–03

[Abstract]In recent years， my country has continuously increased its efforts in scientific and technological research in the development of various fields. In this process， coal mine enterprises have fully implemented the innovative application of electromechanical technology to automation technology. It is of great significance to rely on the underground Internet of Things， big data， cloud computing and other high-tech Technology， build an automated control mode integrating transportation， mining， ventilation， lifting， drainage， power supply， maintenance， dispatching， and management to improve output and production safety. The article first summarizes the application value of automation technology in coal mine electromechanical， and then analyzes the application of automation technology in coal mine electromechanical. Finally， it focuses on the innovative application countermeasures of coal mine electromechanical automation technology， with a view to the sustainable development of my country's coal mine industry. Contribute a driving force.

[Keywords]innovative application; automation technology; countermeasures; coal mine; electromechanical

随着我国科学技术发展速度的不断加快，自动化技术在各个领域的应用愈加普及，促进了煤矿机电机动化技术应用水平整体上的提升。然而，由于国内各地煤矿行业存在着不均衡的技术水平问题，导致一些煤矿企业尚未充分运用自动化技术优势，改革创新机电设备运行及其管理模式，亟待采取有效对策，推进煤矿机电对自动化技术的创新应用，最大程度减小煤矿生产的危险系数，提升各个环节的工作效率与综合效果。

1 自动化技术在煤矿机电中的应用价值

在煤矿机电中有效运用自动化技术，能够依托信息技术的优势，按照不同设备的运行需求与实际规律，设置程序达到自动运行设备的状态，其突出作用在于设备运行大大减少了人为因素干扰，煤矿机电设备生产效率大幅度提升。通过PLC技术、微机控制技术、电子信息技术、物联网技术等，顺利实现生产目标。其应用价值主要体现在以下几方面。

1.1 减少安全事故隐患

将自动化技术应用于煤矿机电设备，可以降低和有效控制安全事故风险，及时发现并消除安全隐患，很多具有较高危险性的开采活动不必工人直接完成，为其人身安全增加了有效保障。开采全过程使用自动化技术进行动态监测，通过提前发出警报的方法避免危险真正发生，达到预防风险与异常的作用，令安全事故在苗头阶段便被熄灭。

1.2 提高生产能力与效率

人工操作受人体生理极限所限制，机器操作每间隔一段时间便需對操作人员进行更换，难以保持最佳运行状态。自动化技术应用到机电设备的煤矿生产环节后，设备在自动管理的运行状态下效率与生产质量更高，解决了人工操作的重复性劳动，让工作人员可以在其他生产环节投入更多精力与实践，进一步提高生产效率与整体能力。

2 煤矿机电中自动化技术的应用问题分析

2.1 工程设计有缺陷

煤矿行业的机电设备生产中，工程设计是起着重要作用的前期工作，其开展情况一定程度上直接决定了采矿费用评估、设备安装、工程进度。然而一些煤矿企业所开展的工程设计尚有缺陷问题，设计人员对自动化设备和机电自动化技术的应用过于盲目随意，难以体现其功能作用，反而增加了开采成本，工程设计不具备科学性、合理性，难以顺利推进开采进度，给安全事故的发生增加了风险隐患。

2.2 尚未完善管理机制

自动化技术在煤矿机电中实践应用属于复杂性较强、科学性较高的工作，只有制定出对应的管理机制，才能够规范技术操作，明确技术标准，减少疏漏。然而在实际情况中，大部分煤矿企业尚未完善相关管理机制，制度内容与机电自动化技术应用需求脱节，难以发挥出应具备的指导、保障与规范作用。

2.3 技术水平落后

一些经济发展较慢地区的煤矿企业，目前所采取的机电自动化技术水平较低，自动化程度落后，仍旧以传统的人工开采技术为主，限制了自动化技术在煤矿领域的推广应用。

2.4 安装存在错误

有的煤矿企业在安装自动化技术控制的机电设备时，发生错误或者疏漏问题，严重影响了开采进度、效率与安全性。

2.5 设备操作困难

尽管自动化技术的引入带给现代设备煤矿企业生产更多便利条件，然而在此过程中也带来了很多挑战。相较于传统机电设备而言，自动化的机电设备具有更加复杂的仪表，在运行时有大量数据不断显示出来，想要阅读并理解数据内容有一定难度，如果操作人员缺少专业知识，则无法满足设备操作岗位的需求。此外，部分自动化机电设备性质上为高精密设备类型，如果发生误操作问题，则会损坏精密零件，引起设备失灵，严重时可能造成安全事故。

3 煤矿机电自动化技术的创新应用对策

3.1 矿井提升机的应用

近年，在我国社会经济发展与科技水平提升的带动下，依托自动化技术的矿井提升机不断升级优化控制系统，引入了先进的模拟技术和电子信息技术，在运输煤炭、设备、煤矿材料的工作中发挥出更多优势与作用，具备了更可靠、更安全的运行条件，逐步形成了无人操控的智能控制系统，自动检测绞车液压站的各个阀位，通过监测系统的配备掌握设备状态，在发生矿井提升机运行故障之前通过检测升高温度、振动加剧的方式进行精准预测与及时警报，系统的移动终端得到推送的故障信息，依据实际运行情况采取对应措施消除故障风险。

3.2 井下输送机的应用

将故障定位技术、状态预警技术、图像智能识别技术、智能运行技术应用于井下输送机，可以达到机电设备自动化技术的创新应用效果，避免和控制设备能耗、磨损以及冲击，形成岗位无人的运行模式。控制输送机设备运行的是新型自动化集控技术，通过全方位智能监测系统的安装和应用，避免与解决了煤矿输送机设备运行期间的断裂、打滑、跑偏等问题，有异常情况发生在井下输送机设备时，该系统可以进行声光报警，准确定位故障发生点，为工作人员进行有效补救提供便利条件和可靠参考依据，将故障问题的一手资料提供给接下来的故障分析工作人员。

3.3 采掘煤矿的应用

基于安全生产要求下的煤矿行业，如何针对具有较高危险性的煤矿生产加强安全保障是重中之重的任务，实时监测掘进机运行各种参数变化，达到准确定位三维空间的标准，可以将生产危险风险与程度大大降低，自动控制运输系统、监测系统、压风系统、通风系统、供电系统，动态监管设备开机率与综掘工作面产生的各种工况数据信息，对支护、排矸、切割等掘进工艺进行优化，达到无人或者少人的掘进工作面创新目标。

此外，将电液控技术应用到综采工作面，引入数字化地测技术和系统，赋予采煤机设备记忆切割功能，实现采煤工作面的动态建模，保证建模精细性和准确性，对设备姿态、速度、轨迹、支架等进行自动控制，实时上传综采工作面具体状况，工作人员分析三维地质模型，结合环境感知系统的反馈信息，超前预测工作面可能面临的灾害，同时远程诊断设备故障。

3.4 矿井监控的应用

将智能化技术引入矿井安全的自动化监控系统中，全方位无死角监控供电、通信、视频、安全、矿压、水文等情况，准确分析灾害趋势，保证预警的超前性与可靠性，切实支撑生产系统稳定工作。将先进自动化技术、智能技术、物联网技术应用于统一调度平台的建设中，提升工业环网的可靠性，让整个井下的生产场所均被覆盖到，联动自动化控制系统、人员定位系统、通信联络系统和监控系统，达到一键呼叫、统一调度的目标。此外，将高清工业电视系统应用到矿区的重点区域，结合生产需要做好移动无线摄像机的配备，提高现场管理的可视化程度与实时性，避免信息延误，向调度指挥中心统一传输声音、图像信息，提升对现场各种信息的采集效率和质量。

3.5 无人值守重要场所

过去，煤矿开采重要场所需要设置专人到井下大巷完成开停皮带操作，做好井下皮带管理，将先进自动化技术创新应用到重要场所后，集控室操作员可以不用值守在重要场所，工作内容从现场开皮带变成点鼠标、看电脑，同时解决了井下职工开停皮带过程需要十多分钟打电话沟通的问题，为各个岗点、沿途工作人员的信息沟通提供了高效且便利的通信条件。

例如，过去的调度室皮带管理和监控工作中，工作人员仅可看到给煤机前方2 m多距离情况。在看不清的状态下，操作台和皮带控制开关往往仅靠“经验”开停机，一旦发生故障引起停机，难以了解故障具体原因，必须安排检修工人深入现场实际查看，然后再制定处理方案，整个过程劳动强度大、安全系数差。创新自动化技术应用后，所有机电设备以自动化技术为链接共同构成智慧矿井，360°全景视频监控重点岗位、重点区域，搭建并完善各子系统远程集控平台，发挥出各机电设备智能联控、联动启停、远程集控等一系列功能，智能巡检重点设备，减少岗位工，向着无人值守目标不断迈进。此外，在智能识别各种信息和故障的基础上，将数据沉淀状态打破，运用钢丝绳芯和胶带无损检测技术，实时检测钢丝绳和胶带带面，提升故障診断水平，自动采集煤仓仓位、运行电流、滚筒温度等各种数据并进行分析研判，最终形成全面的“体检报告”，给故障的精准检修带来正确的决策分析。

3.6 智能AI摄像机的应用

将智能AI摄像机应用于机电工区集控室，可以对各机电设备运行状态进行实时显示，当有异物、大块矸石信息显示出来时，系统会有“滴滴”报警声响起，联动原煤运输线杂物智能识别系统与智能AI摄像机，方便快捷地识别脏杂物、废旧锚杆、大块矸石等异物。

3.7 矿用防爆电器产品的应用

自动化技术与矿用防爆电器产品的结合，令产品规格和样式有了很大扩充，涌现出矿用防爆高低压组合开关、矿用防爆变频调速装置、矿用防爆高低压软启动器等新产品，在解决低水平重复生产、避开价格竞争方面具有重要应用价值，助力煤矿企业在行业激烈竞争中脱颖而出。高附加值、高技术矿用机电产品的开发与推广应用，让煤矿企业顺利赢得了市场，从打造本质安全的新时代矿井这一角度来看，自动化、电气化、机械化技术在矿用防爆电器产品中的综合应用也创造了更多社会效益。

3.8 机电精益化管理的应用

研究现代煤矿企业的机电系统不难发现，具有设备数量多、种类多、战线长、环节复杂的特点，加大了管理难度。自动化技术在机电精益化管理中的应用可以对细节严格管控，将机电管理基础夯实，实现优质服务生产、创新机电管理的目标。根据机电系统运行情况，从实际管理需求入手，通过节能降耗、系统优化、人才培养、材料管理、“漏、滴、跑、冒、滴”等方面，构建机电精益化管理体系，保证煤矿机电系统所有类型的技术密集型关键设备处于高效安全运转中。

4 结束语

当今社会信息技术高度发展，为各个行业自动化技术的创新应用提供了便利条件，在此背景下，推动煤矿机电对自动化技术的创新应用势在必行。在矿井建设过程中，重视并做好煤矿机电自动化技术的升级、改造以及创新应用，是提高煤矿作业质量和效率的有效方法，也是煤矿安全生产的重要保证。

参考文献

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