煤炭开采中机械自动化技术的应用与发展

窦立森

(山西汾西矿业集团公司机电处，山西 介休 032000)

引言

从各个角度分析得出的数据来看，机械化设备是现代煤矿开采的重要基础条件，它大大加快了煤矿开采的速度，促进了我国煤矿发展的进度。机电一体化在确保员工安全的基础上大效率提高了开采的速度，而机电自动化则是解放了部分生产力，确保了工作人员的生命安全，让煤矿产业得到了更为有利的发展环境。

就目前来看，现代化的生产对技术的要求越来越高，旧技术和设备以及无法满足，煤矿企业更需要开发或引进新的技术和设备，机械自动化生产作为现在最重要的应用型技术，对企业提高生产效率有着巨大的影响力，因此，煤矿企业对其相关技术的应用有着非常大的需求量。

一、机械自动化实际应用情况

随着我国煤炭工业的发展，煤矿机械化和自动化水平的提高，综合机械化及电气自动化在煤矿行业得到广泛应用，为现代化煤矿实现高产高效发挥了巨大的促进作用。

综采工作面是煤矿生产最前沿的工作环节，也是最复杂的工作环节，其设备数量多，设备之间互相制约、相互协调，任何单一设备都无法脱离其它设备而单独完成任务，同时这些设备的任何一个动作还受地质条件的限制，积极引进和共同研发采煤新技术、新工艺、新装备，切实提高单产单进水平也是摆在煤矿从业者面前的一项重要任务。另外，综采工作面也是矿井参与工作职工最多的工作面，考虑到矿井综采工作面空间局限、煤尘重、噪声大、工况复杂，是个高度危险的生产环境，将职工从高危环境中解放出来迫在眉睫。随着煤机装备技术及信息化的高速发展，煤矿综采自动化已成为现代煤企发展的必然趋势。

二、机械自动化对煤矿生产的意义

煤炭生产工作大量的人才流失情况之所以出现[1]，是因为工作量以及任务量都比较大加上工作环境比较恶劣。这些情况导致煤炭行业中出现对煤炭机械自动化的需求，随着机械化水平的不断提高，还使工作效率大幅度提高，各种问题得到了有效的解决。现在的煤炭技术人员可以通过使用现代化机械对内部的煤炭生产进行探查，在远程指导的基础上保证工作人员的安全。机械自动化对我国煤炭企业的良好发展主要有以下几点作用：

1 解放劳动力，提高煤矿生产效率

机械自动化的主要作用就是解放劳动力，在煤矿开采领域，机械设备生产效率明显大于人工的情况下，将工人从危险的采场转移到安全的顺槽监控中心，大大提高工人的安全系数和生产效率，应用机械自动化不仅仅是保证了质量也防止了意外的发生率，满足煤矿安全、高产高效的要求。

2 操作设备方便，保证煤矿开采的安全性

煤矿生产不但工作环境较为恶劣而且安全隐患较多，传统的煤矿采掘过程中需要工作人员深入地面进行工作，这导致塌方或瓦斯爆炸等事故的发生有较大可能。这些事故的发生严重威胁了作业人员的安全，但机械自动化的应用使得这些危险性活动全都交给机械，作业人员只需要在外面操控和调节，或远程操作设备，从而使得生产的安全性大大得到了提高。

3 减少生产所需成本，增加企业经济效益

将机械自动化应用到采掘作业和在煤矿生产的过程中能够有效减少劳动力的使用继而降低了生产的成本，增加了煤矿企业的经济利润。

三、机械自动化具体应用的发展历程

1 机械自动化设备的优点

21世纪以来，我国的工业化和城市化水平正在不断提高。在这种情况下，煤炭开发工作正在朝着高产量，高效率的方向发展。因此，在煤矿开采过程中应增加对煤矿开采机械自动化技术装备的使用。西方普遍使用采煤机械自动化设备的原因就是可以使煤矿开采具有较高的生产率让采煤业发展更加平稳也让工作人员的活动具有更强的安全性，以确保煤炭的顺利生产。因此，相对机械化水平高的采矿设备，便为提高煤矿生产的产量提供了便利，同时也提高了煤矿企业的经济效益。

2 机械自动化在煤矿掘进中的使用

掘进机是一种机械自动化强的煤矿生产设备。在实际工作中可以与液压系统结合使用可以有效节省采矿时间从而提高生产效率。在系统的实际使用中它使用液压系统和灵敏变量泵作为主要控制系统，其执行器的流量始终处于恒定状态不受负载变化的影响，它还可以实现不同执行器的相同性能从而大大提高了生产效率继而提高煤矿生产的经济利润。

目前，我国的煤矿自动化机械水平受技术条件等限制，因此应用范围受各种地质环境等影响，需不断的进行技术改进，以适应不同环境下的开采条件。另外，在开采环境中，受机械化水平的限制，会造成开采煤炭资源的浪费。为此，我们不断对开采设备进行改进，以提高煤矿自动化机械水平，使其达到环保的效果，从而有利于管理设备，便于生产人员开采煤炭资源。

3 机械自动化使用于采煤

作为煤炭生产的核心，煤炭开采阶段比煤炭生产更为直接。在这样的环境下，技术人员应增加对集成机械自动化技术的使用。在此过程中，技术人员还需要对系统的构造和使用进行大量测试以确保在使用过程中对煤矸石与煤炭进行有效分类，从而确保生产质量。同时，技术人员应加强对安全检测系统的研制与技术探讨，这样员工便能更好的了解与管理采煤设备，便于及时发现设备运行中存在的问题，保证煤矿生产的安全性与效率性。

通过工作面集中控制系统将实时采煤工艺分解成多个子命令系，并将这些子命令系分配给各个子系统，通过对各个子系统协同调度，实现各个子系统的协调联动运行。集中控制系统通过与各个子系统的实时通讯，将各子系统的工作状态、运行参数、指令执行统一汇总处理，并进行逻辑运算，通过科学可靠的控制策略实现对各子系统的协调自动化控制，从而实现整个综采工作面的自动化控制。

综采工作面全套自动化系统不仅是一个技术复杂的系统，需要对管理人员提出更高的要求，加强自上而下的管理培训，提升管理及操作水平，逐渐掌握自动化综采工作面的相关技术。制定新采煤工艺流程管理制度、新工种岗位责任制度、新设备日常管理制度、突发事件安全应急策略措施等，确保自动化工作面的顺利开展，保证生产效率与安全化。

4 煤矿输送机的机械自动化

输送机是煤炭开采和生产过程中的重要设备。在传统的煤炭生产过程中，输送机效率低下，而且容易出现故障等问题给煤炭生产带来不利影响。传统运输机带来的不便利导致需求在生产过程中采用一种具有机械自动化特性的皮带运输机，不仅提高了生产效率而且降低了发生风险的几率还节省了人力提高了生产安全性，使煤炭矿业企业向可持续发展方向发展的念想成为现实。

煤矿开采后，通常需要多个运输过程以确保煤矿顺利运输，然后再推向市场。鉴于这种情况，如何提高煤炭运输效率是煤炭行业的当务之急。通过对传统煤炭开采和运输工作的分析，可以知道许多矿产部门采用人工方式进行煤炭运输，不仅效率低下，而且存在很多问题。

5 自动化采煤机的应用

这种采煤机与传统采煤机不同，能实现运行状态实时显示、远程控制、综采设备联动、记忆割煤、状态数据分析和评估，实现采煤机智能化控制。具备全工艺段全曲线记忆截割功能，实现牵引速度与采高控制自适应调节，实现高精度自动记忆截割。采煤机应安装以惯导系统为核心的刮板机曲直度监测系统，并结合集控中心和液压支架电液控制系统、精准推溜系统完成“三直”的自主管理；具备发生异常情况后的自我保护性停机及系统停机功能；集控中心可对采煤机的运行状态、姿态等数据进行采集监测、分析，对异常信息进行提示预警、保护；具备载荷联动、瓦斯联动功能，从而实现采煤机的自动化。

四、结论

总结上面论述，在煤炭生产中，机械自动化的采矿机械设备优势明显，相对传统采煤设备，能提高生产效率与安全性，同时不断改进以增加其环保功能，便能大大提高煤矿企业生产效益，减少开采煤炭资源过程中的浪费。