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摘要：自動化技術(shù)在煤礦采煤機電設(shè)備中應(yīng)用極為廣泛，在提高采煤生產(chǎn)效率、降低人工勞動強度，以及保障采煤作業(yè)的安全等方面發(fā)揮著重要的作用。本文主要對采煤機電自動化技術(shù)在采煤作業(yè)中的實際應(yīng)用進行了探討。

關(guān)鍵詞：采煤機電自動化；采煤生產(chǎn)作業(yè)；實際應(yīng)用

煤礦行業(yè)是我國的傳統(tǒng)行業(yè)，我國煤礦多以井下開采的方式為主。長期以來，我國的煤礦開采一直存在著開采深度大、開采環(huán)境復(fù)雜、開采困難多等方面的問題，極大地制約了煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)。隨著采煤技術(shù)的不斷發(fā)展和采煤裝備的不斷更新?lián)Q代，機電自動化技術(shù)逐漸應(yīng)用到煤礦挖掘開采、提升運輸?shù)炔擅鹤鳂I(yè)的各個環(huán)節(jié)中，煤礦開采逐漸實現(xiàn)了開采設(shè)備的機械化、電氣化，以及控制方式的自動化。采煤機電自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，極大地解放了勞動力，提高了采煤生產(chǎn)作業(yè)效率，并有效保障了煤礦采煤作業(yè)的安全性。同時，自動化也是未來采煤機電設(shè)備的發(fā)展方向，是支撐煤礦企業(yè)生產(chǎn)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，對于加快采煤技術(shù)革新、提高煤礦企業(yè)競爭力，促進煤礦產(chǎn)業(yè)鏈升級、確保煤礦企業(yè)長期健康發(fā)展等具有重要的意義。

一、采煤機電自動化概述

采煤機電自動化是在傳統(tǒng)機械技術(shù)、電氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合運用微電子技術(shù)、計算機信息技術(shù)、接口技術(shù)、軟件編程技術(shù)、自動控制技術(shù)等發(fā)展而來的一種采煤機電操控技術(shù)，使采煤機械、電氣設(shè)備等可以在無人干預(yù)或無人操作的情況下，按照既定的程序指令進行運轉(zhuǎn)工作，而實現(xiàn)采煤作業(yè)目標的過程。自動化技術(shù)是一種新的生產(chǎn)力，它完成了采煤生產(chǎn)過程由人工手動操作向機械自動化操作的轉(zhuǎn)變，具有操控精確、能量消耗小、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。采煤機電自動化技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了采煤作業(yè)過程的無人化、精確化和高效化，使采煤機電進入了一個全新的發(fā)展階段。采煤機電自動化的特點主要有以下三個：

1.集成化程度高。

采煤機電自動化技術(shù)將信息采集、傳輸、處理等功能集于一體，其核心處理器由計算機、可編程邏輯控制器、單片機等組成，信息采集和傳輸由高精度傳感器、傳輸元件等來完成，信息經(jīng)過處理后再通過人機界面得到及時反饋。高度的集成化使人員可以通過人機界面對機電設(shè)備的整體運行情況進行實時監(jiān)控，便于人員隨時掌握設(shè)備運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障問題。

2.更趨于智能化。

隨著機電自動化技術(shù)的不斷進步，尤其是微處理器信息處理速度和能力的逐漸提升，使采煤機電設(shè)備在自動化發(fā)展應(yīng)用的同時也更趨于智能化。如電牽引采煤機，在其數(shù)字交變頻同步電動機控制系統(tǒng)提升后，在實現(xiàn)負載控制的同時，還實現(xiàn)了矢量控制。3.多樣性。自動化技術(shù)在許多采煤機電設(shè)備中都有應(yīng)用，其產(chǎn)品的多樣性和使用的廣泛性決定了與之相配套的電氣元件的多樣性，例如僅傳感器就包括壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器等多種類型。自動化技術(shù)涉及多系統(tǒng)的集成應(yīng)用，這就需要有與之相匹配的多種通信接口，以適應(yīng)不同系統(tǒng)的信息傳輸需求。

二、采煤機電自動化的作用

1.提高采煤生產(chǎn)效率。

煤礦開采作業(yè)量大且復(fù)雜，對機電設(shè)備依賴性較強，為滿足生產(chǎn)需求，采煤機電設(shè)備的功率也不斷提高，對于設(shè)備的控制也日益復(fù)雜，要求越來越高，以往的以人工為主的控制方式，將很難滿足目前采煤機電設(shè)備的要求。隨著采煤機電自動化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使機電實現(xiàn)了無人化操作，自動化技術(shù)所具有的精確的數(shù)據(jù)采集與處理以及最優(yōu)化的控制，使采煤設(shè)備能夠始終處于最佳、最穩(wěn)定、最高效的運行狀態(tài)和采取最便捷的作業(yè)方式。相比于人工操作，自動化具有更高的設(shè)備利用率，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時，使采煤生產(chǎn)效率得到進一步提升。

2.保證采煤作業(yè)安全性。

井下采煤作業(yè)屬于高危作業(yè)，生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境異常復(fù)雜而惡劣，影響作業(yè)安全的因素眾多，礦壓、煤粉塵、瓦斯等等都對采煤作業(yè)的安全性和連續(xù)性構(gòu)成了較大的威脅，同時也給采煤機電設(shè)備提出了更多、更高的安全性、可靠性等方面的要求，而機電自動化技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了采煤作業(yè)的安全性。首先，自動化技術(shù)使機電設(shè)備的應(yīng)用范圍更加廣泛，替代了更多的人工作業(yè)，尤其是一些危險區(qū)域或危險項目的作業(yè)，減少了人員接觸危害因素的可能性；另一方面，高度集成化的電子元件、傳感器、顯示和操作平臺以及設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置的各類狀態(tài)監(jiān)測程序、自動診斷程序、系統(tǒng)控制程序等極大提高了機電設(shè)備的可操作性和運行的可靠性，有效保證了采煤作業(yè)的安全進行。

3.促進煤礦開采技術(shù)創(chuàng)新。

機電自動化技術(shù)的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在保證生產(chǎn)安全和提高生產(chǎn)效率方面，更為深遠的影響是促進了整個煤礦產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。自動化技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用促進了設(shè)備的創(chuàng)新改造和更新升級。為更好地服務(wù)于煤礦生產(chǎn)，其廣泛的適用性也使自動化技術(shù)不斷地加強了與其他運輸開采技術(shù)的相互融合和相互促進，使得整個煤礦開采技術(shù)得到持續(xù)的革新，促進了煤礦企業(yè)的長遠發(fā)展。因此，機電自動化技術(shù)在煤礦開采方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

三、機電自動化技術(shù)在采煤作業(yè)中的實際應(yīng)用

1.在電牽引采煤機中的應(yīng)用。

機電自動化的應(yīng)用使采煤機由液壓牽引向電牽引的方式轉(zhuǎn)變，使采煤機的結(jié)構(gòu)更加簡單，性能更加安全可靠，傳動效率更高。電牽引采用了高集成化的電子元件和可編程控制器進行信息反饋和設(shè)備控制，實現(xiàn)了采煤機在運行狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備故障診斷以及數(shù)據(jù)顯示和操作控制等方面的全自動化。運行狀態(tài)監(jiān)測主要包括對采煤機位置、電壓、溫度、牽引力等數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，準確地描述了采煤的各項運行指標；自動化故障診斷顯示可以對設(shè)備故障進行監(jiān)測的同時，使其形成各種圖形數(shù)據(jù)及時向生產(chǎn)調(diào)度傳遞；通過對采煤機工作參數(shù)進行調(diào)整設(shè)定，可以使采煤機始終處于恒功率、恒狀態(tài)，保證了采煤機節(jié)能高效、安全穩(wěn)定運行。

2.應(yīng)用于井下傳送帶。

煤炭井下運輸主要依靠帶式運輸機來完成，以此來實現(xiàn)相距較遠的兩工作點間的物料傳送。傳送帶最重要的就是要保證其傳送的安全穩(wěn)定性，提高單位運輸量，避免煤料散落、皮帶打滑跑偏等。全自動化帶式運輸機通過CST軟件實現(xiàn)了對運輸機整個運轉(zhuǎn)過程的自動化、智能化監(jiān)控，有效降低了運輸設(shè)備運行過程中的故障率和出錯率，確保井下原煤運輸不間斷，運輸力、速度恒定。

3.在液壓支架中的應(yīng)用。

液壓支架是確保井下采煤作業(yè)安全的關(guān)鍵。隨著機電自動化技術(shù)的應(yīng)用，液壓支架也采用了自動化電液控制。自動化電液控制利用計算機配合壓力傳感器對電液閥進行控制，減少了液壓支架對巷道頂板的壓力沖擊，并實現(xiàn)了自動移架，提高了移架速度。液壓支架不同位置的傳感器，可以及時準確地將支架工作狀態(tài)、環(huán)境以電信號的方式傳遞至計算機，然后再由計算機依據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)，向支架發(fā)送控制信號，以此實現(xiàn)對設(shè)備的自動化、智能化控制。

4.在礦井提升機中的應(yīng)用。

礦井提升機主要負責(zé)將原煤和人員由井下運送至地面。提升機具有運行時間長、運行頻率高、提升重量大、運行速度快、交替轉(zhuǎn)換控制多的特點，再加上井下復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，這些都給提升機的安全穩(wěn)定運行帶來了不小的影響。自動化技術(shù)的應(yīng)用有效保障了提升機的安全可靠運行。采用PLC控制使提升機的信號系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)等都實現(xiàn)了數(shù)字化；采用軟啟動控制，確保了礦井提升機的平滑、無沖擊啟動；數(shù)字化的監(jiān)測保護系統(tǒng)也實現(xiàn)了對提升機位置、速度、電流等參數(shù)的實時監(jiān)測，并提供了故障主動斷電、安全制動保護等預(yù)防保護措施，有效保證了提升機運行的安全性、穩(wěn)定性。

四、結(jié)語

自動化技術(shù)的應(yīng)用有效地保障了采煤機電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，促進了采煤機電技術(shù)的革新。雖然在目前的實際應(yīng)用中還存在著不少亟待解決的問題，但隨著微電子技術(shù)、計算機信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新進步，未來采煤機電自動化技術(shù)也必將乘著這股“東風(fēng)”實現(xiàn)更為廣闊的發(fā)展和更為深入的應(yīng)用。

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作者:張健 單位：冀中能源峰峰集團有限公司新屯礦