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煤矿采煤中自动化技术的应用吴勇

发表时间：2020/5/7 来源：《基层建设》2020年第2期作者：吴勇

[导读] 摘要：煤矿开采过程中自动化技术的应用能够进一步提高开采效率、开采质量，实现煤矿事业的智能化发展。

        黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司生产技术部黑龙江双鸭山 155137
        摘要：煤矿开采过程中自动化技术的应用能够进一步提高开采效率、开采质量，实现煤矿事业的智能化发展。对此我们应该重视自动化技术在煤矿采煤中的应用优势，结合实际情况采取有效的方法措施，推动我国煤矿事业的全面发展。
        关键词：煤矿采煤；自动化；采煤技术；煤矿自动化
        引言
        科技的进步，让各行各业都进入了信息化时代。传统采煤技术历经时代变迁已经蜕变的愈发高效，这也使得很多煤矿企业纷纷将目光投向自动化技术。就现阶段来看，实现采煤自动化技术对于提高采煤效率起着非常关键的作用，而电气自动化技术则为采煤自动化的实现提供了重要的技术支撑，在煤炭生产中发挥了举足轻重的作用，提高了我国煤矿企业的综合生产力。
        1煤矿采煤技术发展
        在煤矿生产机械设备的基础上融入自动化控制技术，并采用软硬件结合的方式可以实现采煤设备的计算机控制。强弱电配合是采煤自动化设备的特点，强电用于硬件系统运行，弱电则负责软件控制系统，采煤设备可由程序控制，这也是采煤自动化技术的主要内容。这降低了采煤设备控制难度，使更大煤炭产能成为可能，也压缩了人工作业空间，降低了采煤生产的危险性。煤炭一直在我国能源结构中处核心地位，社会需求飞速增长使得煤炭开采技术也有长足进步，特别是采煤自动化技术的应用，代表我国煤炭开采已步入到高产能、高技术水平的阶段。现如今，我国煤炭开采技术已完全适应各类工作面的开采任务，如放顶煤采煤法、全高长壁采煤法等，年产煤量居世界前列。而在上世纪，煤炭开采起步阶段，无论是开采设备还是采煤技术存在很大不足，以厚煤层开采为例，受技术限制仍沿用分层开采的方式，而且过度依靠人力，煤矿事故频发，总之煤矿生产存在安全和管理双重问题，生产效率低下。而如今，煤矿开采技术体系更加完善，多样化的采煤技术可满足不同的开采环境，特别是采煤自动化技术的发展应用，实现了煤炭生产效率和安全的极大飞跃。随着采煤技术进步，相应的自动采煤设备性能更优、功能更全、效率更高，并且随着节能环保意识增强，低能耗、低污染的环保型采煤设备逐渐投入使用。
        2电气自动化在采煤工业中的优势
        2.1产能作用
        将电气自动化技术应用于采煤工业中能够有效提升煤矿企业的整体产能。实行电气自动化技术不仅能够有效快速加强机械采煤投入产出比，还能够促进煤矿企业的经济效益和社会效益的整体提升。传统采煤方式以人工手工采煤为主体，由机械辅助煤矿加工，国内的整体煤矿开采水平也较为落后。国内缺乏大型的煤矿开采点，而小型煤矿开采点的整体开采能力也非常有限，产出比相对较低，这就使得国内煤矿能源在开采的过程当中造成一定的浪费。而将电气自动化应用于煤矿开采工业当中，能够全面改善产量不足的问题，通过电气自动化采煤技术取代传统人工手工生产，极大的改变了传统老旧生产模式下存在的开采问题，并且在真正采煤的过程当中做到了机械自动化一体化管理。由于避免了大量人力操作，因此也避免了人员操作隐患带来的安全问题。使用电气自动化的一体化生产系统，在煤矿产出量以及开采效率方面具有非常强的优势。
        2.2安全性高
        能够有效保障煤矿开采安全，众所周知，煤矿开采一般在地下进行，在实际开采过程中，经常会遇到各种危险因素，而通过在煤矿开采机电设备之中引入自动化技术，针对一些危险区域，可以交由自动化机械设备操作，可有效保护煤矿开采工人的生命安全。
        2.3经济性特点
        先进的采煤技术、设备往往代表着高成本，煤矿企业应从自身效益以及矿山情况出发，选取经济适用的采煤设备，这是成本和收益的综合考量。此外，还应鼓励采煤技术、工艺的创新，在现有设备基础上实现采煤效率的提升。

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        3煤矿采煤中自动化技术的应用
        3.1采煤机设备方面的应用
        在自动化技术应用方面，主要通过各种自动化硬件设备与软件设备软件来实现。比如在自动化硬件设备方面，主要设备及模块有采高传感器、位置传感器、采煤机顺槽远程控制系统、载波模块、耦合模块、采煤机记忆切割模块等。为确保能够实时获取采煤机运行时的运行参数，还需增加两种传感器装置，一种是2个滚筒高度传感器，另一种是1个采煤机精确定位装置。采煤机传感系统能够采集对采煤机运行数据信息，并将这些数据信息传输至采煤机机载控制器中，同时在本安型无线交换机的帮助下，采煤机机载控制器能够直接接入综采工作面无线网状网中，因此可实现顺槽集控中心的通信，由顺槽集控中心向采煤机发送远程控制指令，实现采煤机远程自动化控制目标。在软件设计方面，通过以机载控制器为核心，在软件功能上进行了多种模块化设计，主要包括路径跟踪模块、手动控制模块、自适应控制模块、路径记忆模块、数据处理模块等。
        3.2状态监测设计
        状态监测系统包括对运行环境、控制指令以及采煤机自身的监测与报警，来保护设备及生产安全。运行环境监测包括对煤矿内瓦斯浓度的监测；采煤机自身监测包括对2台牵引电机、2台截割电机的温度监测与电流监测，变频器设备的绝缘监测、故障信号监测；控制指令监测则包括对电动机转速、电流、功率执行情况，各个回路的电流电压监测，各辅助设备包括供水冷却系统，液压系统，散热器的压力、温度等参数监测。状态监测通过传感器感知电气设备测点位置的温度和电流等相应信号模数转换后，经过数据预处理与调理模块处理由信号模块（SM）传输给PLC、监测模块分别判断设备的运行状况，决定是否报警，并将监控结果直观地显示给工作人员。
        3.3监控通信的技术
        在煤炭的开采中，往往涉及的工艺较为复杂，且工作量也比较大，这对煤炭开采的操作就造成了很大的难度。而采煤机的通信功能借助高压动力的载波法，就能够有效实现采煤机把相关信息向集中的控制台发送，实现对工作安全性的提升。通过在采煤机到巷道的底层进行通信技术的运用，在巷道设备的列车上借助防爆的计算机，通过专用的协议家或者通用的TCP/IP和UDP等控制协议形式，就能够对机载控制的计算机内工况的数据和机载摄像的装置所输出视频的数据流实时进行获取，达到对采煤机的运行工况和截割视频的有效、全面监视效果。在进行巷道交换机、通信的网关和OPC相关数据的服务器设立后，还能够把采煤机的运行数据向矿井综合的数据网进行传输，传到网络内，从而达到对井下采煤机运行情况的异地和远程监视。同时，借助双向的通信支持，不管是巷道还是地面都能够实现对采煤机的远程操作，但是在技术上需要对操作的可靠性、安全性和实时性进行研究和保障。
        4采煤自动化技术的发展趋势
        科技的发展使得采煤自动化技术取得了显著进步，其在应用过程中的优越性也表现的越发明显。由于煤矿开采是一项高危作业，并且开采过程中会出现很多的安全隐患，而采煤自动化技术的应用，就可以降低很多不必要的安全隐患。在代替人工操作的同时，还令煤矿开采效率大大提升，使得煤炭生产成本大大下降。采煤自动化技术是科技进步的产物，是我国企业从劳动密集型转向技术密集型的一个必然发展阶段。采煤自动化技术随着科技的进步而不断发展，不断促进着煤矿开采行业技术的革新，对于促进煤矿企业的经济效益具有重要作用。
        结语
        综上所述，采煤机的自动化和智能化的技术对煤矿开采的水平实现了有效的提升，为了充分发挥此类技术的优势，还需要对其技术进行不断的探索和研究，通过科学技术提高煤矿开采的整体水平，实现采煤机自动化、智能化发展。
        参考文献：
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        [2]马兴旺.煤矿机电控制技术的发展现状与展望[J].矿业装备，2018，102（6）：62-63.
        [3]张丙科，李华，田春.煤矿机电设备自动化技术的应用[J].科技传播，2014（19）：23-23.