煤矿机电技术创新与自动化发展应用研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

靳业东

淮南矿业(集团)有限责任公司地质勘探工程分公司

摘要

煤炭开采能力与机电技术及自动化程度紧密关联。目前,我国采煤作业仍以人工操作为主,致使设备维护任务繁重、所需操作人员数量较多、事故排查耗时较长,并存在较为突出的安全隐患。为此,本文围绕煤矿机电技术创新与自动化发展展开深入研究,旨在为相关领域的技术升级提供借鉴。


关键词

煤矿机电;技术革新;自动化

正文


煤炭作为重要的基础能源,在日常生活和企业运营中具有不可替代的地位,为我国国民经济发展提供了强劲动力。然而,在具体生产过程中,部分煤矿企业仍沿用较为陈旧的设备与技术,不仅限制了煤矿开采效能以及煤矿作业水平,给煤矿工作带来显著的安全风险。随着技术水平的持续发展,机电技术不断演进,创新驱动自动化升级。

一、煤矿机电自动化的发展与革新  

自动化技术指在生产或管理活动中,借助自动检测、信息传递与操作控制等方式,在无人直接参与的情况下实现预设目标,从而减少人力投入的技术系统。该技术融合了计算机、网络通信、自动控制、信息技术及机械工程等多学科内容,属于高科技领域。在煤矿机电设备中应用自动化技术,不仅能够增强设备的自动化性能,还可提升其通信能力与整体运行效能。目前,自动化技术已在煤矿提升设备、采掘机械及监控系统中得到广泛使用,在提高生产效率、保障企业与员工安全、提升煤矿开采综合效益等方面起到重要作用。  

在机电工程自动化设计中,节能技术措施的运用尤为关键。机电工程自动化作为一门新兴技术,与日常生活及工业生产密切相关,其在节约人力成本、提高工作效率、优化作业环境等方面优势明显。随着工业技术水平的整体提升,节能已成为行业实现可持续发展的核心课题。然而,在实际应用中,机电自动化设计容易受到人为因素与环境因素的双重制约:人为因素主要体现在传统施工模式所形成的思维定式,环境因素则指向市场环境的多元化发展。因此,建设企业应积极采用节能技术措施对系统进行优化。在此之前,需对机电自动化设计进行全面的原则分析,以提高节能技术的应用效果,从而满足工程实施与相关标准的要求,促进行业可持续发展目标的达成。  

二、我国煤矿机电技术与自动化应用概况  

1、井下输送机  

在煤矿生产流程中,原煤输送是关键环节之一。为确保生产效率与安全,必须保证输送系统稳定、高效运转。原煤输送任务繁重、距离较长、作业条件复杂,实际运行中容易出现故障及安全隐患。为此,需采用先进技术手段保障输送过程的可靠性与安全性。例如,在输送机启动环节设置声光报警装置,及时提醒人员远离危险区段;同时加装紧急停车系统,在突发状况下实现迅速制动并发出警报。  

2、矿井提升机  

矿井提升机承担煤炭、物料及人员的运输职责,同时也是设备进出矿井的关键装备。提升系统运行速度快、结构较为复杂、惯性较大。对提升机实施自动化改造与技术革新,既能提升设备操作的安全水平,也可增强其自我诊断功能,从而缩短故障处理周期,提高运行可靠性。  

3、煤矿采掘设备  

煤矿采掘作业危险性高、环境条件差,工作人员常面临瓦斯爆炸、顶板垮落等安全风险。井下空气中煤尘浓度大、氧气含量低,进一步加大了健康与安全威胁。传统人工采掘方式效率不高,通过机电自动化创新,可实现设备的持续、平稳运行。  

4、矿井监控系统  

目前,我国部分矿井尚未实现全作业流程的监控覆盖。将自动化技术融入矿井监控系统,有助于减少事故风险,并支持对井下人员的准确定位与动态管理。在发生安全事故时,能够迅速确定被困人员位置,为抢险救援提供关键信息支持。  

三、煤矿机电自动化技术应用中的问题  

煤矿采掘实际应用中,煤矿企业人员对于机电自动化认知不足,制约了其发展。相比其他技术领域,自动化技术具有更强的专业性、更广的涵盖范围及更高的系统复杂度,对企业科研技术人员的专业素养与能力提出了较高要求。为此,亟须深化煤矿企业管理者与技术工作者加强煤矿机电自动化的认知,激励其积极学习国内外先进技术,不断提升其自我素养。同时,煤矿企业专业人才匮乏同样是限制自动化水平提升的重要症结。机电自动化科技人才短缺易引发标准执行不严等问题,影响自动化系统功能的正常发挥。  

四、煤矿机电技术创新与自动化发展路径分析
1、井下输送机
  井下输送机的技术突破应聚焦于图像识别、状态预警与故障定位、智能运行等方向,以降低设备冲击、磨损及能耗,稳步推进危险岗位无人化。借助自动化集控技术对输送实施智能调节,配合全流程监测体系,能够效应对运输过程中的打滑、跑偏及撕裂等异常状况。系统在侦测到故障时需迅速启动报警,并精定位问题区段,为煤矿企业科技人员实施应急处置与后续分析提供有力的支撑和依据。

2、矿井提升机

电子信息技术模拟控制方法的融合,促使矿井提升机控制系统,达成集中自动化操控。提升机自动化可以有效提升运行安全性,增强设备自我调节能力,智能化无人操作,连续监测对液压站阀位实施。若配置设备状态监测系统,可通过温度振动等相关参数变化预判故障倾向,将预警信息发送到手机等移动终端,从而可以对设备运行状态的实时跟踪。

3、煤矿采掘系统

煤矿开采工作安全风险高,通过监测掘进机运行参数精确定位三维,有助于减少采掘工作的安全风险。掘进机自动化能集成压风、通风、供电、监测以及运输等系统的集中控制,实时掌握作业工况以及设备状态,优化排矸、切割与支护等工艺,逐步达成掘进工作少人化乃至无人化的理想目标。综采工作应用数字电液控制技术地测系统,构建精确模型实现采煤机记忆截割与支架自动调节,借助环境感知系统真三维地质模型,超前预警灾害以及设备远程诊断。

4、矿井监控系统

建立网格化智能安全监控平台,集成矿压、水文、供电监控、安全监测、通信、视频、应急广播以及人员定位等关联配套系统,分析灾害趋势并进行超前预警,全面支撑矿井生产体系。建设调度平台工业环网,覆盖井下作业区。安全监测系统需定位、通信自动化控制等相关系统协同联动,实现无线网络全域覆盖,达到便捷通信。在关键区域布置高清工业视频设备,必要时配置移动无线摄像装置,以实现实时可视化监控。借助音视频一体化传输,将现场图像与声音同步传至调度中心,提升应急指挥能力。  

五、结语  

未来煤矿机电技术与装备将更加注重自主创新,形成以开采技术及配套装备的核心体系,朝着适应性更强、大功率、大型化、遥控和自动化方向演进。开发基于微处理器与计算机的智能矿井设备,实现工况与健康状态的实时反馈,并不断优化升级迭代,将煤矿机电技术现代化的体现。煤矿企业要把握机遇,持续提升煤矿开采效率与安全。创新机电技术,推动自动化发展与应用,提升煤矿作业效率,保障员工生产安全,营造安全、高效的工作环境。只有立足煤矿企业实际,加快落地煤矿机电自动化技术,支撑煤矿企业稳定发展。我国在该领域仍具有较大提升空间,有关部门应加强重视,同时注重技术人才的培养与管理,通过持续学习与创新,推动煤矿机电自动化技术不断取得新突破。

参考文献:

[1]张兵.煤矿机电自动化技术的创新和应用探析[J].技术与市场,2018(13)

[2]杜江昆.煤矿机电技术创新与自动化发展[J].内蒙古煤炭经济,2019(15)

[3]景鹏.煤矿机电技术创新与自动化发展探析[J].现代制造技术与装备,2018(12)

 


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