論機械采煤中電氣自動化與信息化技術的應用

姜海琪 于治慶 陳婉玲

大連裝備制造職業技術學院 遼寧 大連 116000

引言

煤炭是社會生產和居民生活的主要能源，發展煤炭行業有助于經濟建設和社會穩定，機械采煤是當前煤炭企業生產的主要形式，其以機械設備為支撐，能夠提升采煤效率和安全性。但是受到客觀因素的影響，機械設備的信息化以及自動化水平，會對生產成本、人力資源和生產效能帶來直接影響。因此，煤炭企業要合理應用電氣信息化和自動化技術，推動煤炭行業的穩定以及可持續發展。

1 機械采煤電氣信息化和自動化技術的應用優勢

1.1 效益優勢

煤炭行業在長期發展中，其生產規模、作業形式和機械設備不斷更新，隨著工業化進程的加速，機械化已經成為采煤生產的主要方式，尤其在一些大型煤炭企業中，井下采煤基本實現了全機械化，機械設備完全取代人工作業，不僅幫助企業節約了人力資源，還能夠保證井下作業安全。而在電氣信息化和自動化技術的支撐下，采煤機械設備的信息化程度不斷提升，在經濟效益方面具有顯著優勢，其主要體現在：第一，信息化和自動化設備可以進一步提升機械采煤的生產效率，降低對能源的過度消耗，幫助企業節約生產能源、降低能源成本；第二，信息化設備具有較強的智能化功能，可以為企業制定各項決策提供數據和信息支撐，保證決策的合理性，避免由于決策不當而蒙受經濟損失；第三，信息化設備能夠減少操作人員的數量，幫助企業實現內部人資優化配置，降低企業的人力成本。

1.2 安全優勢

采煤崗位具有較高的危險性，一旦發生意外情況會為企業造成人員傷亡，而在機械設備的支撐下，井下作業基本實現了機械生產，但是對于傳統機械設備而言，依然需要進行人為操作。同時，井下作業環境較為復雜，隨著開采活動的開展，粉塵、瓦斯都會為操作人員帶來人身危害，尤其地殼變化，會出現水害和頂板危險。應用電氣自動化和信息化技術能夠保證井下作業安全，與傳統生產設備相比較，其在安全性能方面更具優勢。首先，智能化以及信息化程度較高的機械設備配備人工智能系統，可以根據環境變化進行生產調節，在短時間內適應井下環境并且進行生產活動，不需要人為操作，操作人員利用人機界面為機械設備下達指令，可以完全實現井下無人作業，確保企業員工的安全；其次，信息化設備具有隱患識別功能，當發現井下環境發生變化后，例如瓦斯濃度增加或者濕度增加，可以及時將相關信息傳遞給中控中心，操作人員根據數據信息調整作業參數，起到規避安全事故發生的作用；最后，在自動化技術的支撐下，采煤機械設備的功能更加多元化，可以降低發生機械故障的概率，也有助于機械安全而持續的作業。

1.3 產能優勢

煤炭是現代社會生產的主要能源，例如在火電生產中，其以煤炭為原材料，隨著社會用電量的增加，對煤炭資源的需求量也呈現逐年上升趨勢。應用電氣信息化和自動化技術可以實現企業生產效能增加，例如應用信息化和自動化技術對采煤機進行改良，可以提升其每日的產能，尤其是一體化、自動化采煤機械的應用，在產能優勢方面更加明顯，開采率和產出率都獲得顯著提升[1]。

2 機械采煤電氣信息化和自動化技術的應用路徑

2.1 優化人性化操作

人性化操作不僅體現在采煤作業中，還需要體現在設備操作方面，例如機械故障是采煤作業最為常見的問題，如果發生故障需要維修人員深入到井下進行處理，不僅無法保障工作效率，還容易誘發安全事故。通過優化人性化操作，能夠保證設備運行的穩定性和安全性，滿足采煤作業的生產需求。例如人機界面設計人性化，在具體設計中，需要滿足機械與人的信息傳遞和交換需求，采煤機械具有較高的復雜性，當出現故障后，以信息化技術為支撐，能夠將具體的故障信息傳遞給操作人員，以人機界面為載體，操作人員可以快速識別故障類型、故障位置以及故障原因，然后將具體情況上報給維修部門，便于維修人員快速的解除故障，促使機械設備及時投入到生產運行中。在信息化和自動化技術的操作下，能夠帶給操作人員以良好的工作體驗，提升機械管理和操作效率，規避可能發生的安全事故。

2.2 豐富機械設備功能

隨著我國煤炭行業的發展，市場競爭較為激烈，企業面臨的生產和經營壓力較大，而想要在競爭中獲取優勢，則要以高新技術為支撐，賦予機械設備以多功能，在實現產能提升的同時，還可以節約機械運行的能源和資源消耗。在傳統的煤炭生產中，機械設備的功能較為單一，需要多個機械設備配合才能高效率的完成生產任務，而由于井下作業空間有限，大量機械設備同時運行會消耗大量的能源，還容易增加發生故障的概率。應用信息化和自動化技術，能夠賦予設備以不同功能。例如信息化采煤機設備，其是機械采煤最為常用的設備，在信息技術和智能技術的支撐下，其不僅具備采煤功能，還可以對水文地質條件進行分析，快速完成作業現場數據的收集與匹配，將數據信息傳遞到計算機中，便于操作人員制定各項決策。

2.3 改良采煤機械設備

在現代煤礦生產中，大量新型的機械設備不斷涌現，并且在生產中廣泛應用，但是采購新型設備需要投入大量的資金，對于企業而言會增添經濟負擔。應用電氣信息化和自動化技術，可以實現對采煤機械設備的改良，促使其具備強大的生產效能，以滿足現代煤炭生產的需求。例如采煤機設備，隨著科學技術的發展，其設備類型也不斷更新，自動化滾筒采煤機作為常見類型，其以液態支架為核心結構，可以隨著采煤層的變化而不斷調整，不僅能夠節約生產資源，還可以充分使用不同的井下作業環境，具有較強的環境適應能力?；陔姎庾詣踊托畔⒒夹g下的設備改良，還能夠具備較強的信息化功能，例如應用可視化技術能夠幫助操作人員識別井下環境，發出正確指令保證機械作業的安全性和連續性[2]。

3 機械采煤中電氣自動化和信息化技術安全應用的影響因素

3.1 人員因素

在應用電氣信息化和自動化技術中，人員是設備控制和故障維修的主體，如果操作人員或者維修人員的素質能力不足以勝任崗位工作要求，則會影響電氣自動化和信息化技術的應用安全。例如在自動化設備運行中，如果操作人員缺乏崗位經驗和操作能力，經常出現隨意操作和誤操作，則會增加電氣設備的運行故障率；又例如在自動化設備的檢修保養中，如果檢修人員不能及時識別和判斷機械故障的類型和位置，則無法安全排除其故障，設備帶病作業不僅為生產安全埋下隱患，還會縮短設備的使用年限，為企業造成經濟損失。

3.2 元件因素

自動化和信息化設備涉及大量的高精度元件，而現代市場面的同類型元件生產廠家較多，不同廠家生產的元件在質量、價格以及型號方面存在差異，如果元件質量和參數不符合設備要求，則會為設備安全運行埋下隱患。同時，設備元件屬于消耗品，需要定期維護和更換，如果檢修人員沒有及時發現元件故障，則容易影響設備正常運行。

3.3 環境因素

機械采煤作業環境較為復雜和惡劣，信息化和自動化設備需長時間在惡劣的環境下運行，在環境因素的作用下會影響其使用安全。例如粉塵大量堆積在設備內部，則容易導致元件溫度升高或者燒毀，為企業帶來經濟損失。而如何改善自動化設備運行環境，是當前煤炭企業需要思考的關鍵問題[3]。

4 機械采煤中實現電氣自動化和信息化技術安全應用的路徑分析

4.1 提升人員綜合素質

在知識經濟時代下，人才是企業參與市場競爭的寶貴資源，在應用電氣信息化和自動化技術中，需要企業建立一支能力強、素質高、懂業務的專業化員工隊伍，為技術應用奠定人才基礎。首先，面向社會進行公開招聘，吸納具有一定專業背景、從業經驗、崗位技能的人才加入，優化人才隊伍的學歷結構、知識結構和能力結構，適當提升工薪待遇和入職門檻，吸引更多的人才加入；其次，對現有人才隊伍進行專業化培訓，培訓內容應包含自動化設備檢修、機械操作以及信息技術等方面，將培訓作為員工隊伍建設的重要路徑，實行培訓考核制度，促使員工以端正的態度面對崗位培訓；最后，建立科學的獎懲制度體系，包括獎懲制度、績效考核制度等，以制度為約束規范員工的生產行為，避免出現人為操作失誤的情況，保證信息化采煤設備穩定以及安全運行。

4.2 注重元件維護維修

應用電氣信息化和自動化技術涉及大量的精密度元件，其在長期運行中容易出現損壞，影響機械設備的生產效率和生產安全。同時，由于采煤作業的環境較為復雜，元件發生故障的概率較高，企業要給予設備元件維護維修以高度重視，降低其故障率、縮短維修周期，不影響采煤作業的正常進行。首先，在選擇和采購設備元件中，要做好質量檢測工作，選擇市面上信譽好、質量有保障的供應商建立合作關系，確保元件參數符合設備運行需求；其次，將設備元件的維護工作安排到具體崗位和具體人員中，劃定維修人員的崗位職能和工作范圍，避免出現問題后相互推諉，同時，檢修人員還要具備一定的崗位能力和工作經驗，在設備元件發生故障后可以及時識別和診斷，在短時間內進行故障處理，不影響機械采煤作業效率；最后，針對不同設備元件的性能，制定科學的維護保養措施，通過定期和不定期檢查的方式，保證元件處于正常使用狀態下，如果發現設備元件存在故障隱患要及時處理，儲備數量充足的新元件，便于及時更換[4]。

4.3 改善設備運行環境

信息化和自動化設備在運行中對環境具有一定的要求，但是由于采煤作業的環境較為復雜，發生故障問題的概率也較高，針對機械采煤的工作特點，企業要注重改善其運行環境，盡量延長設備的使用年限。首先，在應用電氣信息化和自動化技術中，要注重加強設備防護，避免其長時間在粉塵等惡劣環境作業而發生故障，保障其內部運行環境，維護機械的良好性能；其次，對機械設備的運行溫度進行動態監測，通常情況下，設備出現故障后，其運行溫度會持續增加，誘發元件燒毀或者信號失真等問題，企業可利用傳感器技術對設備運行溫度進行動態監測，當發現溫度異常后組織人員及時處理；最后，采煤作業涉及大量的粉塵，尤其在井下作業中，粉塵進入到設備內部中，容易影響其使用性能，因此，企業要對信息化和自動化設備進行密封處理，避免電磁波、輻射波以及粉塵對設備運行帶來負面影響[5]。

5 結束語

總而言之，現代社會發展需要大量的能源作為支撐，煤炭作為社會最為常用的能源，其產量與社會穩定密切相關，行業競爭也較為激烈，企業想要在激烈的競爭中獲取優勢，則要給予新技術應用以高度重視。在機械采煤中應用電氣信息化和自動化技術，可以提升采煤效率和質量，促使企業在市場競爭中獲取優勢，對促進行業發展具有重要價值。