自动化技术在煤矿开采中的应用研究

刘庆

摘 要：煤矿开采作为我国工业发展的一个重要基础，通过电气自动化控制技术等高新科学技术进行实践应用，是一种极好的改善措施。传统的煤矿开采行业，通过与新时代的科学技术相结合，才能跟进时代发展的潮流，为国家工业发展提供长久的，稳定的帮助。而煤矿井下采煤自动化技术的高速发展，離不开煤矿开采的实践与应用，通过二者有机结合，能及时发现自身理论与技术的不足，更好的提高自身技术水平。

关键词：煤矿开采;自动化技术;实践与应用

引言

对于各个行业来说，安全生产、节约成本、增加收入是其基本追求。在煤炭行业之中实现自动化其高安全性、高产能、低成本的特性为机械化采煤的实施提高了工作效率。直至今日，自动化技术得到广泛的应用， 在提升采煤工作效率的同时减少意外事故的发生，做到少人则安、无人则安。最终保障员工的安全性，降低风险损失。并且在机械采煤之中加以应用，自动化技术还能提供更多的新技术、新方向，在推动煤炭行业快速发展，成为可持续发展的重点，最终在各个行业与领域之中得以应用。

1 采煤中自动化的优势

1.1 稳定性好

整个开采过程由自动化控制系统监控，对煤矿开采过程的监控远远胜于人工监控。减少了巨大隐患的发生，保证了整个煤矿开采过程的稳定。

1.2 安全性更高

在煤矿开采作业之中应用自动化，还能提升煤矿行业人员的安全性。在煤矿开采过程中，对于地下作业安全性有着极高的要求。目前，随着国内煤矿优质资源开采殆尽，井下现有资源多存在于自然灾害严重地带，人工开采经常会出现安全事故，所以需要格外的重视煤矿开采的安全性。使用自动化开采技术，就可以规避传统人力煤矿的开采作业，并且通过机械开采的方式，不但能满足对应的生产要求，还可以确保人身的安全不受到任何的影响，这样真正做到了合理的规避。所以，自动化技术直接应用到煤矿开采作业当中去，就可以解放劳动力，在提升生产安全系数的同时持续扩大自动化的实际应用范围，真正做到少人则安，无人必安。

2 自动化技术在煤矿开采中的应用

2.1 煤矿运输

煤矿的开采，正是为了最后工业的使用。无论是送往继续加工处理， 还是其他。煤矿的运输问题也是一个需要考虑的问题。在旧时，煤矿的运输由人工，或者那些简单的机械工具负责。因此，后来改进后的机械运输也并不能满足运输需求。因此通过电气自动化控制技术，对煤矿运输进行改良。比如可以增加监控系统及加装对应传感器及变频控制器等设备，实现皮带根据煤量自动调整带速等，减少运输途中撒煤、丢煤，以防经济效益的重大损失。

2.2 在提升机中的应用

提升机同样是煤矿中的重要设备，在实际应用中，提升机会影响到开采的效率和质量，但是其自身也容易受到外界因素的影响。而将自动化技术应用到提升机中后，通过各部位传感器原件的利用，可以对设备健康状况进行实时监控，发现故障时及时提醒工作人员，保证其处于正常状态， 提升效率。

2.3 煤矿掘进

掘进工作面自动化控制技术的研究就是要实现掘进工作面生产过程的自动化，以减轻工人劳动强度，提高生产效率;实现对主要生产设备工矿的实时在线监测，及时发现故障隐患，及时采取措施避免设备损坏，提高设备正常开机率;将掘进工作面的相关信息及时传输到地面，并通过计算机网络实现共享，达到生产管理的信息化。

2.4 在掘进工作面的系统集成

掘进机集控系统分为三个部分，分别为掘进机控制系统、井下掘进机集控系统、井上掘进机集控系统，可对掘进机进行近距离无线遥控（遥控器）、井下远控（井下集控操作台）、井上远控（井上集控操作台）、本机控制（掘进机操作台）等四种控制操作。其中掘进机上分别在四周和一运上安装有高清摄像头，用以集控室人员远程监控掘进机周围情况;在炮头、铲板、后支撑等地安装有陀螺仪，用以对掘进机的姿态进行监测;在掘进机的两侧安装有雷达测距传感器，用以对掘进机与两帮的距离监测;在掘进机行人侧后方装有人体监测传感器，用以掘进机运行时行人保护;装有油缸传感器，对掘进机的切割部的角度进行监测;加设语音对讲系统，按下不同的按键可分别与井下集控室和井上集控室进行持续语音通话。以上设备所取得的信息通过无线传输的方式传至井下集控室，进而传至井上集控室，实现掘进机的运行状态和运行参数的动态展示。而当需要远程控制时，只需在掘进机上控制远控开关，即可在集控室内观看显示器进行掘进作业。

2.5 电气自动化在掘进工作面工艺设备中的应用

皮带风机水泵集控系统使用PLC可编程控制器作为控制核心，通过控制箱，将三个设备的运行状态和启停开关集控至操作台，可以实施对皮带、风机、水泵的一键启停与实施故障监测。另外，系统配备一个显示器，目前有三个画面，分别为一部皮带机头，二部皮带机头和风机控制箱。以下为各设备的详细功能介绍。

每部皮带都安装有烟雾传感器监测烟雾、温度传感器监测皮带周围温度、速度传感器监测皮带启动时的速度、撕裂传感器监测皮带撕裂、堆煤传感器监测机头是否堆煤，跑偏传感器监测皮带是否跑偏以及沿线急停开关。特别的是，每部皮带都有远程、集控、就地、检修和闭锁五个运行模式。

3 提升机械采煤中自动化技术可靠应用的有效措施

3.1 合理改善电气化设备应用的环境

第一，在实际应用电气化设备的过程中，还需要强调外围的防护处理，确保在可控的范围内尽可能满足设备运行环境的良好性需求。第二， 对于设备运行的环境温度需要实时监测，特别是在面临高温环境和低温环境的时候，就有可能出现信号失真，同样也可能会存在烧毁等问题，这就要求做好对应的散热处理。第三，做好相应的密封处理。合理有效的密封能够规避恶劣环境、辐射波、电磁波等对于设备造成的影响，同时奠定设备安全使用基础，为设备延长使用寿命。

3.2 提高机械开采人性化程度

在实施煤炭开采时，人性化不仅仅需要体现在采煤过程中，也需要在设备操作之中加以体现。在研究采煤机械的时候，需要将重点放置在设备故障问题的分析与解决的基础上，这样才可以提供合理的支持，服务煤炭开采工作设备相应的运行要求，这样就可以满足设备运行安全性的提高， 同时也能够满足稳定性的要求[3]。一般来说，煤炭本身具有较高或者是较低的硬度，都会直接影响到采煤和挖煤的速度，这就要求按照煤炭的实际硬度来合理的明确采煤与挖煤的实际速度[4]，以此来保障开采进度的平稳性。

结束语

综上所述，煤矿采煤技术得到了飞速的发展，一个显著的特点就是煤矿开采的效率和安全性大幅度提高，对人工的需求量越来越少。采煤技术发展的关键在于电气自动化和机械自动化技术的应用，实现了生产的集中控制。目前，采煤技术正朝着智能化方向发展，尽力实现煤矿的无人化开采，从而突破综采技术的产量瓶颈。自动化技术已经在综采中的方方面面得到了应用，极大地提升了煤矿开采的效率。

参考文献：

[1] 孟少华.机电自动化技术在煤矿中的实际应用[J].当代化工研究，2020，（13）： 84-85.

[2] 王志平.基于机械自动化技术在采煤中的应用实践研究[J].矿业装备，2020， （3）：102-103.

[3] 王磊.机电自动化技术在煤矿中的实际应用[J].能源与节能，2020，（5）：173- 174，183.

[4] 李斐.电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的应用[J].电子技术与软件工程，2019，（13）：119.

[5] 栗靖，董小波，黄泉清，席艳凯，姜红.电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的运用研究[J].内蒙古煤炭经济，2019，（15）：29-30.