自動化技術在煤礦機電設備方面的應用探微

天地科技股份有限公司上海分公司 曾 苛

煤炭產業是我國第二產業不可或缺的重要組成部分，由于開采行業的持續發展，開采作業的總體難度也在不斷提升。為了在保障開采效率的同時提升施工人員的安全性，自動化技術被廣泛應用于煤礦機電設備當中。如今升降設備、采掘設備以及監控設備等多個方面，均可見到自動化技術的身影，在提升設備使用性能的基礎上，也強化了設備的實時通訊作用。

1 自動化技術概述

自動化的定義存在一個動態化的發展過程。以前公眾將自動化粗略地解釋為用機械取代人力操作，自行完成相應的工作。然而隨著網絡信息技術以及機械水平的提升，自動化的定義已經逐漸擴大為通過機械替代人力操作并且輔助人類的腦力思考，進而自行完成相應的工作。其主要由程序單元、作用單元、傳感單元、制定單元以及控制單位等五個部分構成。

所謂的自動化技術具體指的是，在工業企業的生產制造及管理過程中，能夠于無人操作狀態下做到自行生產、檢測以及信息檢測，進而達到預期的生產目標。自動化技術具有非常突出的系統性和綜合性，并且橫跨多領域學科，例如網絡信息技術、微電子技術、自動控制技術以及機械技術等。換言之，自動化技術是由多門學科綜合而成的。

縱觀全世界，微電子技術于二十世紀七十年代萌芽，并且在八十年代左右有了較為快速的發展。與此同時，微電子技術的成長也隨之帶動了工業制造領域自動化技術的普遍運用，其實這也是機械制造技術健康穩定發展的基礎之一。除此之外，PLC（可編程邏輯控制器）技術、檢測技術、電腦處理技術以及信息處理技術的總體水平在該時期均有了顯著的提升，都開始被運用在機械制造業當中[1]。

2 在煤礦機電設備方面使用自動化技術的主要價值

現階段各種各樣的煤礦機電設備當中，均開始充分融合并且廣泛運用自動化技術，并且展現出了不可替代的關鍵作用，其中主要價值體現為以下三個方面：

2.1 全面提升了煤礦生產的總體效率

在煤礦機電設備方面普遍使用自動化技術，最突出的優勢就在于生產效率的顯著提升。和以往所使用的常規機電設備的運行流程相比，自動化技術可以讓設備的運作流暢程度更上一層樓，根據實際的任務展開穩步運行，繼而避免可能產生的生產故障，提升生產效率。久而久之，運行效率的充分提升也會逐漸轉化為極為可觀的經濟效益。面對現階段日趨提升的煤礦開采難度，自動化技術這一方面的價值是極為重要的。

2.2 緩解人力資源緊張的局面

在煤礦機電設備方面靈活使用自動化技術，可以緩解人力資源緊張的局面。由于自動化技術科學高端，其核心在于實現無人操作狀態，所以無需過度的人力參與到生產流程中，可以實現理想的自動化煤礦機電設備自動化管理控制，進而讓生產工作能夠穩定有序地展開。比方說，在煤礦的開采現場使用自動化的監控設備，能夠有效降低對施工人員需求總量，只需要通過遠程控制便可以快速完成煤礦的開采工作，讓效率更上一層樓。

2.3 保障生產的安全性

在煤礦機電設備方面科學使用自動化技術，可以讓生產的安全穩定系數得以提升。這主要是因為在使用了自動化技術之后，便擺脫了對現場施工人員的過度依賴。過于因為在煤礦開采過程中，很多地區存在隱藏的風險因素，給施工者的生命安全造成了威脅。而使用自動化技術，可以有效實現危險區域的自動化作業，降低安全事故的發生率，充分保障施工人員的生命安全此同時，這也是在全國范圍內大力推廣自動化技術的核心原因[2]。

3 自動化技術在煤礦機電設備方面的主要運用

在煤礦機電設備的改良完善過程中，自動化技術的科學運用隨之成為了今后發展的必然趨勢，為了讓煤礦機電設備中自動化技術的應用價值得以體現，必須明確有關機電設備的主要應用類型和自動化技術的優化模式?，F階段自動化技術在煤礦機電設備方面的主要運用集中體現在以下三個方面。

3.1 在煤礦提升設備方面的運用

在當前的煤礦提升設備方面，自動化技術的應用水準最理想，技術也最為嫻熟。煤礦提升器的關鍵作用在于提升煤炭以及矸石，或者是把生產環節所需要的原材料放置于礦機當中，與此同時還需要兼顧現場施工人員以及生產設施的升降工作。在絕大多數的情況下，煤礦提升機械均是于井筒環境下工作，在整個工作流程當中提升容器持續展開高速循環運動，所以安全性以及穩定性必須得到充分保障。若是出現偏差，將會導致嚴重的生產安全問題。所以，將自動化技術運用于煤礦提升設備當中，融入電控系統，實施控制提升機，對實現煤礦的安全生產至關重要，同時也是自動化核心技術的使用。

在現階段的煤炭開采工作中，全面數字化提升機仍然是最高端的機械設施，其設備當中不僅使用了全數字化控制系統，還融入了性能較為理想的PLC控制器，實時控制并且調節提升設備的作業。此外，在整個設備運作的流程當中，還可以有效發揮輔助監控的作用，科學分布控制方案，在主控功能、調節功能以及制動功能上，均可獨立設置控制器，通過控制總線讓所有的控制器都發揮作用，并且可于第一時間和總線進行信息溝通。該項電控系統于煤礦提升設備的監測、控制以及通訊等多個領域的使用，可以讓生產的安全性更加可靠，并有效把握設備的變化以及性能方面的需要，減少設備的磨損，提升生產效率[3]。

3.2 在煤礦采掘設備當中的運用

煤礦的開采及生產需要深入礦井，礦井不僅地質情況復雜，同時環境惡劣，隱藏著許多潛在的危險因素，不僅有頂板及地下水，還有瓦斯、煤塵等易燃物質。因此，在整個實地作業過程中，必須對這些風險因素進行全面考慮，同時還需要制定相應的應急措施，防止出現惡性安全事故，威脅生命財產安全。同時，現階段許多煤礦公司在開采過程當中，為了盡可能節約人力成本，投入的施工人員嚴重不足，致使煤礦的生產效率低下，供需矛盾日益激化。所以在很多時候，于礦井中開采煤礦都需借助各種各樣的機械設施輔助采掘作業，與此同時推動綜合采掘自動化技術的推廣，縮減采掘工作當中人工操作量。

自動化技術在煤礦采掘設備當中最突出的體現就是電牽引采煤機。這種采煤機的所具備的優勢是以往液壓牽引采煤機所達不到的，其牽引特征具有突出的特殊性。在整個電牽引采煤機的運作之中，綜合運用了自動化控制系統，因此在采煤機前進的過程之中，可以自行提供牽引力。若是在下滑過程之中，采煤機同樣也會做出電制動動作。在整個開采煤礦的過程之中，很多時候都會碰見40度～50度的傾斜角，若是使用普通的采煤機進行作業，極易喪失動力，甚至有時候還會停機。但是電牽引采煤機卻能夠在保障機器在正常作業的同時，保持充足的動力，進而保障煤礦開采的安全程度和效率。在電牽引采煤機運用的過程中，主要是憑借構造中的自動化控制及監控設施，經過傳感設備精準計算機械的運行數據信息，視具體情況做出相應的調整。從此看出，在采掘煤礦的整個過程之中，自動化技術具有非常理想的效果，在確保了煤礦生產量的同時，也讓施工者的人身安全得到了充分保障。

3.3 在煤礦監控系統當中的應用

在整個煤礦生產作業過程中，因為施工地點在礦井之下，所以具有危險性。在整個生產流程中，必須展開全方位的實時監控，如此一來，一旦發生了緊急的危險事故，便可以在第一時間展開救援工作，進而避免施工者的生命和設備遭受危險。近年來，在我國的煤礦生產過程之中，安全事故頻發，阻礙了煤礦事業健康穩定發展的同時，也給現場施工人員的生命造成了威脅。然而，在煤礦監控系統中融入自動化技術，可以借助于傳感器技術做到對煤礦的全方位監控。比方說，使用水位傳感器可以在第一時間監督控制煤礦的水位，若煤礦的水位抵達最高限度時，監控系統便會報警，實地施工人員便可以在第一時間撤離，避免發生事故。此外，在傳感器技術的幫助下，能夠遠程定位施工者，在第一時間確定施工者的位置以及體溫變化情況。根據礦井下的地理情況，繪制出精確的動態作業圖像，有利于展開高效的調度工作[4]。

由于總體科技水平的持續提升，我國的自動化技術日趨成熟，在監控設備當中靈活運用自動化技術，可以精準掌握礦井當中的所有情況，并且實現井上以及井下的優化，進一步保障施工者的安全。同時，自動化技術的使用能夠全面把握井下的質地環境狀況，若是發生了事故，可以有效縮短搜索救援的時間。所以不難看出，自動化技術的使用可以讓總體監控效率更上一層樓，并且充分保障礦工們的生命安全。

4 結語

總之，在煤礦機電設備方面使用自動化技術，可以全面提升煤礦生產的總體效率，緩解人力資源緊張的局面，有效保障生產的安全性?，F階段，在煤礦的提升設備、采掘設備以及監控設備等多個領域，自動化技術都得到了有效的運用和推廣，優勢突出。因此日后我國還需展開深入的研究和開發，讓煤礦機電設備中的自動化技術水平得到進一步提升。