煤矿机电自动化技术的创新应用研究

宦超 苑小波(山西朔州平鲁区龙矿大恒煤业有限公司，山西 朔州 036002)

0 引言

随着我国煤矿行业的持续发展，煤矿的产值也随之越来越高，在当下产业结构升级和调整的背景下，煤矿行业更加重视高质量的发展，科学技术是第一生产力，煤矿行业高质量发展离不开技术进步和革新，其中自动化技术的引入和应用占有重要地位。在煤矿生产中，引入自动化技术已成为普遍的共识，一定程度上它关系着煤矿企业的生存和发展，因此研究煤矿机电自动化技术的创新应用具有重要意义。机电自动化技术的运用使煤矿行业大体实现了自动化的控制与监管，使得煤炭的整个开产工序得以快捷简单化，对于我国煤矿企业的经济发展态势有着不可获取的作用。

1 自动化技术概述

自动化学科的内涵是自动控制，而控制的内涵是指信息的控制。 自动化是信息化与工业化的桥梁；自动化技术作为一种高效安全的作业方式，在煤炭企业的机械自动化技术和互联网信息通信技术信息化控制中有着无可或缺的重要作用。在煤矿企业大力发展机电自动化技术，是煤矿企业管理的重中之重，在煤矿机电自动化运用中，需要涉及到电子信息管理技术、微电子传感技术、PLC 技术等等，通过在煤矿机电自动化进程中应用这些技术，可以使煤矿企业的产量产值大幅度提升。相对于西方发达国家来说，我国的煤炭机电自动化水平还处于发展阶段，与西方国家相比还存在很大差距，很多相关技术还亟待提升，如何让机电自动化技术能够更好更快的适应我国的煤矿机电自动化发展要求，也为我国煤矿自动化技术发展提出了挑战。

2 煤矿机电自动化技术创新应用的必要性分析

2.1 从效率方面考虑

自动化在煤矿机电技术当中的创新应用能够进一步促进煤矿生产时的效率问题，这对于我国煤矿经济的发展有着相当重要的作用，煤矿自动化从业人员一定要加深对于自动化技术的学习认知，并将自动化技术有效的应用到煤矿机电技术当中去，真正的实现高效率的生产目的。通过应用自动化技术，可以有效的提升煤矿的生产效率，主要体现在以下三个方面：

(1)可工作时间延长。应用自动化技术，实现生产自动化，只要设备不出现故障，就能实现持续的工作，相比于原有的人力生产，工作时间得到了延长。

(2)稳定性的提升。人的工作状态的稳定性受到工作经历、生理和心理等方面的影响，而自动化设备能很好的克服这些影响因素，实现系统稳定运转，即使出现故障，也能快速检测到，并排除。

(3)精准度提升。随着自动化技术的不断发展，自动化技术的控制精度得到了很大的提升，使得自动化技术应用范围更加广阔和深入。

(4)故障处理速度及时。在煤矿生产主要依靠人工的时期，设备的故障主要依靠人工去发现，当发现故障时，往往已经造成了较大的损失，而自动化技术能够实现对设备的实时监控，并分析存在的故障，能够迅速发现故障苗头，避免故障的扩大。

2.2 从效益方面考虑

自动化技术能够增加煤矿企业的生产效益主要体现在两个方面，一是能够有效降低煤矿企业的人力成本。随着经济的发展，我国人力成本逐渐增加，通过自动化技术的引入，可以有效减少人工岗位，降低煤矿企业的人力成本。二是，能够有效降低故障和事故的发生，提高煤矿企业的安全生产水平，煤矿企业的安全生产事故一直是社会关注的重要问题，严重威胁煤矿企业的发展和员工的生命安全。随着自动化监控技术的运用，能够实现对煤矿生产的全过程的监控，及时发现存在的安全隐患，降低事故的发生，保障煤矿企业员工的生命安全。

3 自动化技术应用在煤矿机电中的难点

3.1 人员操作不当

煤矿机电技术自动化具有一定的技术门槛，实际操作需要一定的专业水平，存在一定的难度。一些煤矿企业缺少这样技术人员，很多操作人员是由原有的矿工转变而来，由于相关专业知识缺乏，同时对他们的培训不到位，造成人员的造作不当，带来较坏的影响。

3.2 工程设计不合理

要想将煤矿机电自动化更好应用在煤矿生产中，必须有合理的工程设计，对费用预算、开采进度、煤矿设备安装做出合理的安排，但是一些煤矿企业急于将自动化技术应用在煤矿生产中，想尽快实现利润的增长，但忽略了客观条件，往往造成工程设计的不合理，这在一些小型煤矿比较常见，由于工程设计的不合理，难以发挥自动化技术的优势，同时也有可能带来安全事故。

3.3 配套管理制度不健全

自动化技术在煤矿生产应用涉及到很多环境，同时煤矿生产本身的特点，所以要更好发挥自动化技术对于煤矿生产的促进作用，必须配套健全的管理制度。但是一些煤矿企业还是保持原有的管理模式，对自动化技术应用的管理缺乏重视，没有建立起完善的管理制度，一方面导致设备生产率降低，故障率升高，同时人为失误也较多，没有发挥出自动技术在煤矿生产中的作用，阻碍了煤矿机电自动化的应用。

4 煤矿机电自动化技术的创新应用分析

4.1 自动化技术在煤矿提升设备中的应用

在煤矿开采和生产中，运输提升设备连接着生产的各个环节，原煤、人员、设备都需要通过运输提升设备运送到目的地，所以煤矿运输提升设备直接关系煤炭的生产效率和生产安全，因此必须保障煤矿运输提升设备的安全性和稳定性。矿井提升机作为煤矿运输提升的主要设备，随着自动化技术的发展发生了很大变化。转子串电阻调速系统在不到10 年由鼎盛走向了淘汰，目前矿井提升机普遍采用PLC 控制系统和数字化传动系统，矿井提升机系统普遍进入了系统网络化、操作自动化、安全多重冗余、高效节能的时代。2020 年4 月20 日，由中信重工推出了我国完全自主知识产权的矿井提升机智能恒减速电液制动系统，如图1 所示。该系统安全制动时采用了先进的柔性制动控制技术，有效提高了各类矿山大型、特大型提升设备的运行安全性与可靠性。

图1 中信重工矿井提升机智能恒减速电液制动系统

4.2 自动化技术在煤矿采掘设备中的应用

煤矿采掘是煤矿企业最重要的生产内容，在煤矿采掘过程中，环境复杂、人员众多，同时受到水害和瓦斯等危险因素的威胁，从已有的生产实践来看，煤矿采掘过程中发生的安全事故相比其他生产环节要多，因此需要通过运用自动化技术，提高煤矿采掘设备的自动化水平，减少人工的使用，同时提高煤矿采掘的效率和安全水平，目前很多煤矿已经实现了自动化开采，主要采用了记忆截割技术、视频远程截割技术、视频煤岩识别技术，提升了智能化采煤机的自动化水平。2019 年3 月，北方重工为山东新汶矿业集团新巨龙矿区开发研制的EGC6330 全断面掘进机是世界第一台应用于大埋深、长距离煤矿岩巷施工的大直径全断面掘进机，如图2 所示。

图2 北方重工EGC6330全断面掘进机

4.3 自动化技术在煤矿智能监控设备中的应用

要实现对煤矿设备的统一有效的管理，离不开煤矿智能监控技术，该技术能实现远程操控及无人值守，煤矿职工无需进入煤矿监测井下作业，可利用视频技术观察开采运输流程，对煤矿生产具有重要意义，同时通过传感器技术的应用，能够有效的监测井下环境，保障井下作业人员的作业安全。无线网络视乎为煤矿机电设备智能化奠定基础，监控传感器及冲击低压、火灾等，保障井下作业人员的安全。煤矿智能监控系统是煤矿的“大脑”，目前已经实现了通过先进的云、边、端一体化架构打造煤矿安全态势感知与信息共享体系化协同的大脑，依托人工智能视频识别和智能感知技术，实现煤矿安全隐患智能感知及告警、决策，解决煤矿安全生产问题，智能守护煤矿安全生产。

5 结语

自动化技术在煤矿机电中的应用无疑给煤矿生产带来了重大变化，也成为了煤矿企业竞争的主要领域，要实现煤矿机电自动化技术更深入、更广泛的应用，一方面要加强我国自动化技术的研发和实践，提升我国的自动化技术水平，另一方面，煤矿企业要为自动化技术在煤矿生产中的应用创造良好的条件，推动煤矿机电自动化技术的创新应用。