自动化技术在煤矿机电设备方面的应用探微

天地科技股份有限公司上海分公司 曾 苛

煤炭产业是我国第二产业不可或缺的重要组成部分，由于开采行业的持续发展，开采作业的总体难度也在不断提升。为了在保障开采效率的同时提升施工人员的安全性，自动化技术被广泛应用于煤矿机电设备当中。如今升降设备、采掘设备以及监控设备等多个方面，均可见到自动化技术的身影，在提升设备使用性能的基础上，也强化了设备的实时通讯作用。

1 自动化技术概述

自动化的定义存在一个动态化的发展过程。以前公众将自动化粗略地解释为用机械取代人力操作，自行完成相应的工作。然而随着网络信息技术以及机械水平的提升，自动化的定义已经逐渐扩大为通过机械替代人力操作并且辅助人类的脑力思考，进而自行完成相应的工作。其主要由程序单元、作用单元、传感单元、制定单元以及控制单位等五个部分构成。

所谓的自动化技术具体指的是，在工业企业的生产制造及管理过程中，能够于无人操作状态下做到自行生产、检测以及信息检测，进而达到预期的生产目标。自动化技术具有非常突出的系统性和综合性，并且横跨多领域学科，例如网络信息技术、微电子技术、自动控制技术以及机械技术等。换言之，自动化技术是由多门学科综合而成的。

纵观全世界，微电子技术于二十世纪七十年代萌芽，并且在八十年代左右有了较为快速的发展。与此同时，微电子技术的成长也随之带动了工业制造领域自动化技术的普遍运用，其实这也是机械制造技术健康稳定发展的基础之一。除此之外，PLC（可编程逻辑控制器）技术、检测技术、电脑处理技术以及信息处理技术的总体水平在该时期均有了显著的提升，都开始被运用在机械制造业当中[1]。

2 在煤矿机电设备方面使用自动化技术的主要价值

现阶段各种各样的煤矿机电设备当中，均开始充分融合并且广泛运用自动化技术，并且展现出了不可替代的关键作用，其中主要价值体现为以下三个方面：

2.1 全面提升了煤矿生产的总体效率

在煤矿机电设备方面普遍使用自动化技术，最突出的优势就在于生产效率的显著提升。和以往所使用的常规机电设备的运行流程相比，自动化技术可以让设备的运作流畅程度更上一层楼，根据实际的任务展开稳步运行，继而避免可能产生的生产故障，提升生产效率。久而久之，运行效率的充分提升也会逐渐转化为极为可观的经济效益。面对现阶段日趋提升的煤矿开采难度，自动化技术这一方面的价值是极为重要的。

2.2 缓解人力资源紧张的局面

在煤矿机电设备方面灵活使用自动化技术，可以缓解人力资源紧张的局面。由于自动化技术科学高端，其核心在于实现无人操作状态，所以无需过度的人力参与到生产流程中，可以实现理想的自动化煤矿机电设备自动化管理控制，进而让生产工作能够稳定有序地展开。比方说，在煤矿的开采现场使用自动化的监控设备，能够有效降低对施工人员需求总量，只需要通过远程控制便可以快速完成煤矿的开采工作，让效率更上一层楼。

2.3 保障生产的安全性

在煤矿机电设备方面科学使用自动化技术，可以让生产的安全稳定系数得以提升。这主要是因为在使用了自动化技术之后，便摆脱了对现场施工人员的过度依赖。过于因为在煤矿开采过程中，很多地区存在隐藏的风险因素，给施工者的生命安全造成了威胁。而使用自动化技术，可以有效实现危险区域的自动化作业，降低安全事故的发生率，充分保障施工人员的生命安全此同时，这也是在全国范围内大力推广自动化技术的核心原因[2]。

3 自动化技术在煤矿机电设备方面的主要运用

在煤矿机电设备的改良完善过程中，自动化技术的科学运用随之成为了今后发展的必然趋势，为了让煤矿机电设备中自动化技术的应用价值得以体现，必须明确有关机电设备的主要应用类型和自动化技术的优化模式。现阶段自动化技术在煤矿机电设备方面的主要运用集中体现在以下三个方面。

3.1 在煤矿提升设备方面的运用

在当前的煤矿提升设备方面，自动化技术的应用水准最理想，技术也最为娴熟。煤矿提升器的关键作用在于提升煤炭以及矸石，或者是把生产环节所需要的原材料放置于矿机当中，与此同时还需要兼顾现场施工人员以及生产设施的升降工作。在绝大多数的情况下，煤矿提升机械均是于井筒环境下工作，在整个工作流程当中提升容器持续展开高速循环运动，所以安全性以及稳定性必须得到充分保障。若是出现偏差，将会导致严重的生产安全问题。所以，将自动化技术运用于煤矿提升设备当中，融入电控系统，实施控制提升机，对实现煤矿的安全生产至关重要，同时也是自动化核心技术的使用。

在现阶段的煤炭开采工作中，全面数字化提升机仍然是最高端的机械设施，其设备当中不仅使用了全数字化控制系统，还融入了性能较为理想的PLC控制器，实时控制并且调节提升设备的作业。此外，在整个设备运作的流程当中，还可以有效发挥辅助监控的作用，科学分布控制方案，在主控功能、调节功能以及制动功能上，均可独立设置控制器，通过控制总线让所有的控制器都发挥作用，并且可于第一时间和总线进行信息沟通。该项电控系统于煤矿提升设备的监测、控制以及通讯等多个领域的使用，可以让生产的安全性更加可靠，并有效把握设备的变化以及性能方面的需要，减少设备的磨损，提升生产效率[3]。

3.2 在煤矿采掘设备当中的运用

煤矿的开采及生产需要深入矿井，矿井不仅地质情况复杂，同时环境恶劣，隐藏着许多潜在的危险因素，不仅有顶板及地下水，还有瓦斯、煤尘等易燃物质。因此，在整个实地作业过程中，必须对这些风险因素进行全面考虑，同时还需要制定相应的应急措施，防止出现恶性安全事故，威胁生命财产安全。同时，现阶段许多煤矿公司在开采过程当中，为了尽可能节约人力成本，投入的施工人员严重不足，致使煤矿的生产效率低下，供需矛盾日益激化。所以在很多时候，于矿井中开采煤矿都需借助各种各样的机械设施辅助采掘作业，与此同时推动综合采掘自动化技术的推广，缩减采掘工作当中人工操作量。

自动化技术在煤矿采掘设备当中最突出的体现就是电牵引采煤机。这种采煤机的所具备的优势是以往液压牵引采煤机所达不到的，其牵引特征具有突出的特殊性。在整个电牵引采煤机的运作之中，综合运用了自动化控制系统，因此在采煤机前进的过程之中，可以自行提供牵引力。若是在下滑过程之中，采煤机同样也会做出电制动动作。在整个开采煤矿的过程之中，很多时候都会碰见40度～50度的倾斜角，若是使用普通的采煤机进行作业，极易丧失动力，甚至有时候还会停机。但是电牵引采煤机却能够在保障机器在正常作业的同时，保持充足的动力，进而保障煤矿开采的安全程度和效率。在电牵引采煤机运用的过程中，主要是凭借构造中的自动化控制及监控设施，经过传感设备精准计算机械的运行数据信息，视具体情况做出相应的调整。从此看出，在采掘煤矿的整个过程之中，自动化技术具有非常理想的效果，在确保了煤矿生产量的同时，也让施工者的人身安全得到了充分保障。

3.3 在煤矿监控系统当中的应用

在整个煤矿生产作业过程中，因为施工地点在矿井之下，所以具有危险性。在整个生产流程中，必须展开全方位的实时监控，如此一来，一旦发生了紧急的危险事故，便可以在第一时间展开救援工作，进而避免施工者的生命和设备遭受危险。近年来，在我国的煤矿生产过程之中，安全事故频发，阻碍了煤矿事业健康稳定发展的同时，也给现场施工人员的生命造成了威胁。然而，在煤矿监控系统中融入自动化技术，可以借助于传感器技术做到对煤矿的全方位监控。比方说，使用水位传感器可以在第一时间监督控制煤矿的水位，若煤矿的水位抵达最高限度时，监控系统便会报警，实地施工人员便可以在第一时间撤离，避免发生事故。此外，在传感器技术的帮助下，能够远程定位施工者，在第一时间确定施工者的位置以及体温变化情况。根据矿井下的地理情况，绘制出精确的动态作业图像，有利于展开高效的调度工作[4]。

由于总体科技水平的持续提升，我国的自动化技术日趋成熟，在监控设备当中灵活运用自动化技术，可以精准掌握矿井当中的所有情况，并且实现井上以及井下的优化，进一步保障施工者的安全。同时，自动化技术的使用能够全面把握井下的质地环境状况，若是发生了事故，可以有效缩短搜索救援的时间。所以不难看出，自动化技术的使用可以让总体监控效率更上一层楼，并且充分保障矿工们的生命安全。

4 结语

总之，在煤矿机电设备方面使用自动化技术，可以全面提升煤矿生产的总体效率，缓解人力资源紧张的局面，有效保障生产的安全性。现阶段，在煤矿的提升设备、采掘设备以及监控设备等多个领域，自动化技术都得到了有效的运用和推广，优势突出。因此日后我国还需展开深入的研究和开发，让煤矿机电设备中的自动化技术水平得到进一步提升。