论文部分内容阅读
摘 要：煤矿中机械自动化的应用是煤炭产业经济有效发展的必然要求，也是煤矿产业发展的趋势。先进的煤矿机械技术不但能够提高煤炭开采效率，而且可以有效保证煤炭开采的安全性。在介绍机械自动化在煤矿中应用意义和现状的基础上，针对煤矿机械自动化水平的提高提出改进建议，同时对煤矿机械自动化的未来发展趋势做了分析。
关键词：煤矿 机械 开采 自动化
煤矿行业在我国经济发展中占据着重要地位，其机械自动化水平是煤矿现代化的一项重要标志，且关于矿井高产高效的实现。煤矿生产，特别是井下作业，地质环境、工作环境恶劣，且存在较多的机械设备，但其总体的自动化水平，却相对滞后于石油、钢铁、电力、制造业等行业。可以说，煤矿机械自动化的发展已经成为当前摆在煤炭企业面前的重要课题。因此，对煤矿机械自动化的应用与改进进行探讨，来寻求煤矿机械自动化水平的优化就显得十分必要，对于我国煤炭行业的与时俱进、长足发展具有积极的现实意义。
1 煤矿中机械自动化的应用意义
机械自动化是一个由低级向高级、由简单到复杂的发展过程。就当前我国煤矿的发展现状来看，机械自动化仍处于薄弱环节，这在一定程度上决定了其较低的煤炭生产水平。煤矿中机械自动化的应用能够促进煤矿的自动连续性生产，减少人力的同时，促进生产效率的大幅度提高。而煤矿机械的自动化水平的提高，不但关乎到煤炭行业未来的发展，也对我国社会发展与国民经济发展有着十分重要的影响。因此，推进煤矿中机械自动化的有效应用，来提高煤矿机械自动化水平就极为迫切。
2 机械自动化在煤矿中的应用现状
2.1 矿井提升机机械设备自动化
矿井提升机是矿井井下和地面的工作机械，是一种大型提升机械设备。由电机带动机械设备，以带动钢丝绳从而带动容器在井筒中升降，完成输送任务。矿井提升机具有极高的自动化水平，是极具代表煤矿机械自动化的象征。随着科技的进步，现代的提升机已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。在大型矿井中，提升机采用PLC作为控制中心，同时还能实现提升工艺控制、安全回路监控及同路行程控制等多个目标，实现了真正的全微机监控，具备远程控制功能，并且提升机提升量大，速度高，提高了提升设备的安全可靠性。
2.2 煤矿采掘机械设备自动化
煤矿采掘设备按照作用形式的不同分为采煤、采掘和钻探等3种。目前大型矿井的综采、综掘已经实现了采煤机、掘进机的自动化以及后运连续化。但是就综采来说，目前许多大型矿井局限于液压支架手工操作阀、传统采煤机刮板输送机泵站控制系统等手动操作平台，割煤、推溜、移架、运输、除尘等工艺过程大部分还是依靠人工。就综掘来说，巷道掘进、支护、运输等工序也不能做到全部机械化和连续化，耗费了大量人力。急切需要发展采煤和掘进工作面全面一体化控制技术。
2.3 煤炭输送和装载环节的应用
机械自动化技术引入到输送和装载环节里，可以提高生产效率，提高安全性，降低劳动率，降低生产成本。在很多大型矿井，输送和装载环节已经具备远程自动化控制功能，实现了井下无人化操作。但是有些地质条件复杂的矿井，采掘源头的原煤中含有大量铁器和大矸石等容易造成系统频繁异常停车，需要现场人员处理，不利于无人化管理。
2.4 远程监控及故障诊断系统应用
远程监控和故障诊断系统是煤矿中机械自动化应用的一个重要特征。通过远程监控设备对采煤机等设备进行监控，把检测得到的数据进行分析，从而实现自动化割煤，对采煤速度也可以自动调节。同时，监控计算机能够得到保护设备发出的信息，并且可以对这些信息进行统计分析、核对判断显示和打印记录安全时间，并对危险进行警报，从而提早发现问题，及时解决问题，保证安全性。
3 提高煤矿机械自动化水平的建议
国家应当给予煤矿中机械自动化的应用足够的重视，通过政策扶持、财政扶持等措施，来优化煤炭院校发展，强化技术攻关；尊重对煤炭生产基础理论的研究，引入新产品、新工艺、新技术。
掘进方面，需要攻克不同地质条件下综掘“掘支运一体化”控制技术，实现掘进、支护、运输平行连续作业，巷道掘进施工工序全部机械化一次完成，减少掘进工作面人员50%以上。
采煤方面，需要攻克不同地质条件下采煤机和液压支架自动协调控制系统，包括液压支架电液控制系统、智能集成供液系统、图像视频远程跟踪系统、采煤机和刮板机协同控制系统、远程智能控制平台等。另外通过采用工作面端头及巷道超前区域联合支护技术，应用能够与工作面设备同步推移的后置式端头支架、迈步式自移超前支护系统、搬移式超前支护装备等机械化、自动化设备，代替单体支柱、木垛等人工非机械化支护装置，实现工作面端头与巷道连接区安全、高效支护。
输送和装载环节环节方面，需要设计安装吸铁器和大矸石排除装置，以保证采掘工作面原煤中的各类杂物能够及时排除，减少系统异常停机，提高系统稳定性，真正实现现场无人化管理。
4 煤矿机械自动化发展趋势
煤矿机械的发展对煤炭开采和利用具有重要影响，为适应未来社会、经济、环境发展要求，其应向着更加智能化、一体化以及安全稳定性方向发展。煤矿机械设备都是粗放型发展格局，采用智能化技术可以改善此种格局，并且对煤矿机械运行中的准确性和安全性都有保障作用。
当代环保是首要任务，随着全球环保意识的增强，煤矿企业也应对环保工作加强重视。因此，煤矿机械自动化技术应以绿色环保放在首位，优化生产模式，实现经济和生态保护的共同发展。不要因眼前利益而忽视环保问题，机械自动化技术的环保化，绿色化是社会发展的必然结果。
我国煤矿机械自动化技术水平目前还比较低，还需要政府给予支持，通过财政基金支出来建立机械自动化科研队伍，促进煤矿企业机械自动化的发展应用。另外，煤矿企业应加深自身的科研建设，改革自身技术，对于管理也要加强创新改革技术。在机械设备的使用上，也要加强技术培养，确保设备利用率。
5 结语
在煤炭工业快速发展的背景之下，煤矿机械化技术以及自动化水平有了相当显著的发展与进步，通过对机械自动化系统以及相关技术的应用，使得煤矿开采能够得到高质、高效的保障，对于促进煤矿开采经济效益的提升而言有重要价值。煤矿机械发展的潜力是巨大的，这就需要加强煤炭企业对煤炭发展技术的研究，改进以前存在的生产问题，推动煤炭机械自动化发展进行。
参考文献
[1]毛志宏. 浅谈机械自动化在选矿厂的应用[J]. 科技风，2014（11）
[2]姚钰. 论机械自动化在煤矿中应用的发展[J]. 山西煤炭，2011（12）
[3]林佳彦. 机械自动化技术在煤矿中的应用研究[J]. 机电信息，2013（18）
[4]王银. 煤矿中机械自动化的应用与改进的探讨[J]. 硅谷，2013（24）
作者简介：周晋（1987.6-），男，汉族，毕业于安徽理工大学，机械设计制造及其自动化专业，本科，助理工程师，主要从事煤矿机电管理及工程技术工作。
关键词：煤矿 机械 开采 自动化
煤矿行业在我国经济发展中占据着重要地位，其机械自动化水平是煤矿现代化的一项重要标志，且关于矿井高产高效的实现。煤矿生产，特别是井下作业，地质环境、工作环境恶劣，且存在较多的机械设备，但其总体的自动化水平，却相对滞后于石油、钢铁、电力、制造业等行业。可以说，煤矿机械自动化的发展已经成为当前摆在煤炭企业面前的重要课题。因此，对煤矿机械自动化的应用与改进进行探讨，来寻求煤矿机械自动化水平的优化就显得十分必要，对于我国煤炭行业的与时俱进、长足发展具有积极的现实意义。
1 煤矿中机械自动化的应用意义
机械自动化是一个由低级向高级、由简单到复杂的发展过程。就当前我国煤矿的发展现状来看，机械自动化仍处于薄弱环节，这在一定程度上决定了其较低的煤炭生产水平。煤矿中机械自动化的应用能够促进煤矿的自动连续性生产，减少人力的同时，促进生产效率的大幅度提高。而煤矿机械的自动化水平的提高，不但关乎到煤炭行业未来的发展，也对我国社会发展与国民经济发展有着十分重要的影响。因此，推进煤矿中机械自动化的有效应用，来提高煤矿机械自动化水平就极为迫切。
2 机械自动化在煤矿中的应用现状
2.1 矿井提升机机械设备自动化
矿井提升机是矿井井下和地面的工作机械，是一种大型提升机械设备。由电机带动机械设备，以带动钢丝绳从而带动容器在井筒中升降，完成输送任务。矿井提升机具有极高的自动化水平，是极具代表煤矿机械自动化的象征。随着科技的进步，现代的提升机已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。在大型矿井中，提升机采用PLC作为控制中心，同时还能实现提升工艺控制、安全回路监控及同路行程控制等多个目标，实现了真正的全微机监控，具备远程控制功能，并且提升机提升量大，速度高，提高了提升设备的安全可靠性。
2.2 煤矿采掘机械设备自动化
煤矿采掘设备按照作用形式的不同分为采煤、采掘和钻探等3种。目前大型矿井的综采、综掘已经实现了采煤机、掘进机的自动化以及后运连续化。但是就综采来说，目前许多大型矿井局限于液压支架手工操作阀、传统采煤机刮板输送机泵站控制系统等手动操作平台，割煤、推溜、移架、运输、除尘等工艺过程大部分还是依靠人工。就综掘来说，巷道掘进、支护、运输等工序也不能做到全部机械化和连续化，耗费了大量人力。急切需要发展采煤和掘进工作面全面一体化控制技术。
2.3 煤炭输送和装载环节的应用
机械自动化技术引入到输送和装载环节里，可以提高生产效率，提高安全性，降低劳动率，降低生产成本。在很多大型矿井，输送和装载环节已经具备远程自动化控制功能，实现了井下无人化操作。但是有些地质条件复杂的矿井，采掘源头的原煤中含有大量铁器和大矸石等容易造成系统频繁异常停车，需要现场人员处理，不利于无人化管理。
2.4 远程监控及故障诊断系统应用
远程监控和故障诊断系统是煤矿中机械自动化应用的一个重要特征。通过远程监控设备对采煤机等设备进行监控，把检测得到的数据进行分析，从而实现自动化割煤，对采煤速度也可以自动调节。同时，监控计算机能够得到保护设备发出的信息，并且可以对这些信息进行统计分析、核对判断显示和打印记录安全时间，并对危险进行警报，从而提早发现问题，及时解决问题，保证安全性。
3 提高煤矿机械自动化水平的建议
国家应当给予煤矿中机械自动化的应用足够的重视，通过政策扶持、财政扶持等措施，来优化煤炭院校发展，强化技术攻关；尊重对煤炭生产基础理论的研究，引入新产品、新工艺、新技术。
掘进方面，需要攻克不同地质条件下综掘“掘支运一体化”控制技术，实现掘进、支护、运输平行连续作业，巷道掘进施工工序全部机械化一次完成，减少掘进工作面人员50%以上。
采煤方面，需要攻克不同地质条件下采煤机和液压支架自动协调控制系统，包括液压支架电液控制系统、智能集成供液系统、图像视频远程跟踪系统、采煤机和刮板机协同控制系统、远程智能控制平台等。另外通过采用工作面端头及巷道超前区域联合支护技术，应用能够与工作面设备同步推移的后置式端头支架、迈步式自移超前支护系统、搬移式超前支护装备等机械化、自动化设备，代替单体支柱、木垛等人工非机械化支护装置，实现工作面端头与巷道连接区安全、高效支护。
输送和装载环节环节方面，需要设计安装吸铁器和大矸石排除装置，以保证采掘工作面原煤中的各类杂物能够及时排除，减少系统异常停机，提高系统稳定性，真正实现现场无人化管理。
4 煤矿机械自动化发展趋势
煤矿机械的发展对煤炭开采和利用具有重要影响，为适应未来社会、经济、环境发展要求，其应向着更加智能化、一体化以及安全稳定性方向发展。煤矿机械设备都是粗放型发展格局，采用智能化技术可以改善此种格局，并且对煤矿机械运行中的准确性和安全性都有保障作用。
当代环保是首要任务，随着全球环保意识的增强，煤矿企业也应对环保工作加强重视。因此，煤矿机械自动化技术应以绿色环保放在首位，优化生产模式，实现经济和生态保护的共同发展。不要因眼前利益而忽视环保问题，机械自动化技术的环保化，绿色化是社会发展的必然结果。
我国煤矿机械自动化技术水平目前还比较低，还需要政府给予支持，通过财政基金支出来建立机械自动化科研队伍，促进煤矿企业机械自动化的发展应用。另外，煤矿企业应加深自身的科研建设，改革自身技术，对于管理也要加强创新改革技术。在机械设备的使用上，也要加强技术培养，确保设备利用率。
5 结语
在煤炭工业快速发展的背景之下，煤矿机械化技术以及自动化水平有了相当显著的发展与进步，通过对机械自动化系统以及相关技术的应用，使得煤矿开采能够得到高质、高效的保障，对于促进煤矿开采经济效益的提升而言有重要价值。煤矿机械发展的潜力是巨大的，这就需要加强煤炭企业对煤炭发展技术的研究，改进以前存在的生产问题，推动煤炭机械自动化发展进行。
参考文献
[1]毛志宏. 浅谈机械自动化在选矿厂的应用[J]. 科技风，2014（11）
[2]姚钰. 论机械自动化在煤矿中应用的发展[J]. 山西煤炭，2011（12）
[3]林佳彦. 机械自动化技术在煤矿中的应用研究[J]. 机电信息，2013（18）
[4]王银. 煤矿中机械自动化的应用与改进的探讨[J]. 硅谷，2013（24）
作者简介：周晋（1987.6-），男，汉族，毕业于安徽理工大学，机械设计制造及其自动化专业，本科，助理工程师，主要从事煤矿机电管理及工程技术工作。