探索煤矿机电领域机械智能化发展

探索煤矿机电领域机械智能化发展

杨耀德

（中天合创能源责任有限公司内蒙古鄂尔多斯市017399）

摘要：在现代化科学技术迅速发展的背景下，煤矿生产行业应当紧跟时代发展趋势，重视机电自动化中出现的现状问题，不断提高对机械智能化的创新应用，借此来加强煤矿生产效率，并减少安全事故的发生，从源头上保障煤矿施工人员的生命安全，并积极推进煤矿产业实现产业升级。本文通过探究煤矿机电自动化技术的创新应用,以推动煤矿生产技术发展提供理论依据,探究煤矿机电领域机械智能化发展。

关键词：煤矿机电；机械智能化；创新应用

随着科学技术的不断深化，进一步加速了市场的优化与竞争，将自动化技术和煤矿机电技术进行有机整合已成为当前煤矿行业的发展方向。煤矿机电自动化技术可以有效提升煤矿的生产数量，在引发安全事故时，能够有效防止对工人造成严重损害。但在实际应用过程中，仍然存在管控能力低下、工人技术欠缺等现象，从而限制了煤矿机电自动化技术的发展。因此，需要不断创新和丰富煤矿机电自动化技术，积极改进技术不足之处，促进生产质量的提高，充分发挥煤矿制造业的核心竞争力。

1煤矿机电设备及自动化技术

1.1煤矿机电设备的重要性

煤矿的工业化生产程度不断提高，机电设备已被应用于煤矿生产系统的各个方面，煤炭企业装备的机电设备的数量和种类越来越多。在当今的采煤作业中，机械作业是煤炭生产的主要支撑力量，起到了提高煤炭生产效率、提高生产安全科学程度的作用。

1.2煤矿机电设备的组成

采煤工作需要供电、运输等多个系统的共同合作。如图1所示，机电设备主要由采煤机械、供电系统、通风设备、皮带机组成。

采煤机械降低了劳动强度，简化并改善了采煤工艺，增加了工作面单位产量，还提高了资源回收率。供电系统要按照高压供电的冗余设计原则，采用双电源回路，防止意外状态下矿井的供电间断。通风设备由主要通风机、辅助通风机和局部通风机构成，排出井下有毒气体，稀释巷道内粉尘浓度，输入地上空气以供井下人员呼吸。皮带机的改进和研发是煤矿企业为了高效地对煤炭资源进行开采而进行的重点改进项目。皮带机是开采煤炭资源的一种重要设备，将自动化控制应用于矿用皮带机是相关部门研究的重点。

图1煤矿主要机电设备

1.3煤矿自动化技术发展现状

自动化技术已在各行各业投入使用，已被广大煤矿企业所接受。中国煤矿的自动化水平及相关关键技术的发展离国外发达水平仍有较大差距，一些重要设备依靠从国外进口。要取得自动化水平的更大提升，还需要进行更多的研究。中国煤矿机电设备还存在应用范围较窄的问题，许多工作还需要进行人工控制。因此，对煤矿自动化技术进行研究已成为国内的一个研究热点。

1.4自动化技术种类

自动化技术是由多种技术融合而来，以下对一些自动化技术进行概述：a)自动化控制技术。煤炭生产离不开对生产工具的使用，矿山机电设备是煤炭生产的基本要素，加入了自动化控制技术的煤炭机电设备极大地将人从繁重的人工劳动中解放出来，减少了劳动力的消耗，并提高了煤炭生产的安全性，增加了煤炭产量。b)微电子技术。以集成电路为核心的半导体及电子技术所构成的微电子技术具有体积小、信息传输效率高、抗干扰能力强等特点，极大地提高了信息传输能力，能及时将机电设备的各种检测数据传输到信息处理中心并作出对应反馈。c)软件技术。软件技术是煤矿机电设备自动化控制的核心，设备内置的软件根据从设备各个终端传输来的监控数据做出判断，调整设备的运作功率和运行方式。d)传感器技术。煤矿机电自动化的信息基础依附于机械部件的各种传感器。随着传感器技术的不断突破，可采集到的机电设备运行数据也越来越多，机电设备的自动化成为可能。

2煤矿机电机械智能化的特征

2.1具有集成化特征

煤矿机电机械智能化的关键功能在于通过人机管理系统对各项机能的自动化运行采取动态监控模式，同时能够及时完成各类煤矿生产环节的实时监控，帮助工作人员全面清晰地了解煤矿现场的生产状态。

2.2具有智能化特征

随着科学技术的不断进步，智能化理念被广泛运用在生产技术的研发和改进中，促进了机电自动化体系根据各类机械设施的运作状况进行智能化信息采集和加工，能够降低生产设备的维护和运营成本，可以有效减少安全问题的发生。

2.3具有开放性特征

在机电机械智能化的改革过程中，将通信技术与机电自动化生产进行有机融合，有利于实现煤矿机电技术的集中管理及数据交互。

3机械智能化在煤矿机电设备中的应用

3.1应用于煤矿矿井提升机中

矿井提升机是在采矿工程中用于联系井下与地面的主要运输设备，而矿井体系具有一定的复杂性，主要包含操作的复杂性、由于运作速度过快而产生较大惯性，从而导致交替转换工作的问题发生。此外，矿井提升机的实施效果和生产环境存在密切关联，即便在矿井体系的保障下，若发生恶劣环境，则矿井提升机的使用将会受到不良影响，从而无法实现良好的应用效果。

由于我国科学技术已取得显著发展，进一步带动了矿井生产技术的提高，逐步实现机械智能化，通过积极创新和提高机电装备和拖动管控体系的水平，能够将微电子技术和模拟技术有效应用到矿井提升机中。在煤矿机电自动化集控技术的改进和发展基础上，数字化智能装备能够提高机器装备运行的安全系数，并且能够加强装备的自我诊断能力，同时能从矿井提升机的构造上进一步向科学化、合理化、精简化发展，便于进行后期的安装与维护。此外，现阶段我国数字直流提升机的研究成果已经取得良好的技术突破，进一步提升煤矿系统运行的安全系数。例如，在实施多种寻址运作过程中，通过有效运用微处理装置，便于更加精准地发现故障出现的详细位置。

3.2应用于电牵引采煤机中

采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一，电牵引采煤机是综采工作面的核心设备，是一项采取自动化集控技术的具有代表性的采煤机，具有较高的工作效率。通过电牵引技术的应用，使电能为采煤机的牵引力提供有力支撑，有效保障了其机能运行的稳定性。电牵引采煤机可以下滑制动发电，有利于加强电能的应用率。同时，电牵引采煤机在应用过程中出现故障的概率较小，有利于减少维护成本，不需要管理人员耗费过多时间和精力进行维修工作，仅需要在运行前设计适当的参数即可实现理想的运行成效。近年来，电牵引技术已普遍应用到煤矿机电设备中。

3.3应用于矿井井下传送带中

井下传送带在煤矿开发过程中起到输送功能，是煤矿输送体系中必不可少的重要工具。利用传送带可以实现远距离传送，是一项安全、有效的运输途径。然而，通常传送带具有较多不明确的运输因素，若传送量超出范围，则会导致机电装备发生故障，增加一定的风险性。因此，根据这一现状，需要不断对传送带进行改良。通过机械智能化进行传送带改造工作，能够有效监测井上和井下传送带的具体情况，若出现故障，则针对具体参数执行故障类型判别和诊断，并进行调节。此外，矿井传送带主要的运输对象多为施工物料及施工人员，较易发生皮带老化、打滑等问题，从而引发潜在的安全隐患。而将机械智能化和传送系统进行融合，可以及时对传送机器的运行情况进行监控，有利于保障传输工作的高效、安全、顺利展开。

3.4应用于煤矿监控设备中

由于煤矿井下作业环境具有一定的特殊性，且有着较强的危险性，因此要求在作业过程中实施全方位、全时监控，保障在突发状况时及时采取救援措施，保护施工人员和机器设备的安全。此外，还能够对各类机器运行情况进行判别，有助于及时发现机器的故障问题。当前在煤矿行业中屡次发生安全事件，不仅严重影响煤矿领域的发展，同时对人员的生命安全带来一定威胁。在煤矿开采过程中，应用传感器设备能够有效获取煤矿的生产信息，并将其输送到相关的调度系统，对煤矿生产环境进行全面监测，提高煤矿开采的安全性。比如使用水位传感器能够对煤矿水位进行监测和控制，若煤矿水位到达上限范围时，监测体系将会智能地进行报警，促进施工人员及时采取处理措施或立即响应撤离方案。同时，利用自动化监控体系还可以对施工人员进行实时定位，准确掌握施工人员的位置，以便在发生突发情况时第一时间采取撤离措施，及时对人员实施救援，进而降低事故的损失。

3.5应用于煤矿供电系统中

随着科学技术的进步，煤矿生产行业对电气设备的功率要求不断增加，对于电能的需求也在逐步提高，而电气系统在运作或停止过程中都将对煤矿的供电网造成一定影响，因此为了促进供电网稳定运行，则需要提高煤矿供电体系的调配管控，积极为井下电气设备提供充足的电力供给，保障工作正常运行。在煤矿生产过程中，还可以利用机电一体化数控技术实施电量调度，严格把控各项系统的用电调度及电容投运等，降低无功功率消耗，有效减少煤矿供电系统无功电流，进而合理提高运行功率。而为了实现以上目标，在操作应用中重点采用集中补偿及就地补偿的形式进行。同时，在当前的机电一体化数控技术在供电体系中的使用情况中，大部分选用微机保护开关，此开关作用较为齐全，并且能够有效保持供电体系的稳定性，进而提高煤矿开采的工作效率，值得在煤矿生产过程中进行推广。

3.6矿井通风设备的自动化

煤矿地下通风状况较差，煤矿开采人员难以进入，自动化的通风系统在采煤生产中发挥着重要作用。具有自动化控制功能的通风系统，能24h不间断地对井下通风网络进行检测和控制，避免形成重大危险源，遏制事故的发生，通过监控设备对矿井内各个区域进行有效监测并反馈给自动控制系统，使其做出适当的调节，通入新鲜的空气为作业提供安全保障。

4结语

综上所述，自动化技术在煤矿机电设备中的应用，使得机电设备的工作性能得到了飞跃式提升，中国的煤炭开采效率得到不断提高。自动化技术的应用降低了采煤工作者的劳动强度，设备运行更加稳定，降低了设备的故障率，保障采煤工作的安全进行。当今随着人工智能技术的发展，中国煤矿机电设备的自动化技术水平还会更进一步提高。随着我国经济水平的高速发展，煤矿需求量在稳步增加，但煤矿开采在生产效率、安全问题等方面仍然有较大的改进空间。同时由于信息化技术已取得明显进展，机械智能化己被普遍运用到社会的各个行业中，而煤矿机电自动化的广泛应用在一定程度上改进了施工人员的工作环境、缓解人工的工作负担。因此，煤矿机电设备机械智能化是提高煤矿生产质量的主要方式，煤矿机电设备机械智能化能够适用于目前煤矿行业的发展需求，同时是促进煤矿生产行业提高核心竞争力的必然趋势，其正在向集成化、规范化、智能化的方向发展。

参考文献

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