煤矿采掘机械自动化和智能化应用研究

煤矿采掘机械自动化和智能化应用研究

王蕾

天津市景泰科技发展有限公司  天津市武清区  301700

摘要：目前，随着社会的进步，我国的经济也面临着各种各样的机遇与挑战，而煤矿采掘产业作为我国国民经济发展的主要力量，也有许多值得深究的问题，目前为止，我国的煤矿采掘已发展到一个相对成熟的规模，这就为其机械自动化和智能化应用打下了坚实的基础，煤炭行业显然早已不是简单的以煤炭开采量为标准来衡量，这其中自动化智能化的应用也随着科技的发展作为衡量的标准。

关键词：煤矿采掘；机械自动化；智能化；应用

引言

保证煤炭资源的安全高效开采非常重要。中国煤矿多是井工开采，煤矿开采工艺经历了炮采到普采再到综采的历程，生产效率得到了大幅提升。在采煤工艺发展过程中，煤矿开采的机械自动化水平得到了显著提升。炮采工艺基本上为纯手工作业，普采工艺实现了半自动化，而综采工艺可实现开采的全自动化。煤矿掘进工艺经历了由钻爆法到综掘法的发展，掘进的效率和安全性得到了显著提升。因此，认识煤矿采掘中的机械自动化非常重要。

1煤矿采掘中机械自动化和智能化的重要性

1.1提升煤矿作业的生产效率

煤矿采掘生产向机械自动化与智能化趋势发展，可以提升煤矿作业的生产效率。机械自动化和智能化可以将煤矿采掘生产作业中的各个环节都结合起来，并以一种最佳的方式实现最优结合，一定程度上可以降低采掘作业各个环节所需的时间成本，从而提升生产作业的综合工作效率。例如，以前中国煤矿企业进行采掘作业时大多使用的是普通的采掘工艺，煤炭产量每年只有几十万吨，不能满足中国人民对煤炭的需求量。相反，如果在煤矿采掘过程中选取综合采掘工艺，煤炭产量可以翻几番，每年高达几百万吨，甚至采掘效率高的时候每年可以有几千万吨的煤炭产量。

1.2保证煤矿生产作业人员的生命安全

煤矿采掘生产向机械自动化与智能化发展，可以保障煤矿生产作业工作人员的人身安全和财产安全，主要从以下两个方面来保障他们的人身安全。（1）煤矿采掘生产的机械自动化与智能化在很大程度上可以缩减采掘生产所需要的工作人员，这就极大地降低了发生生命安全事故的概率，从本质上保证了生产及施工人员的安全。（2）避免施工人员参与煤矿采掘生产的危险操作。采掘机械自动化和智能化可以自动执行并完成一些具有危险性的工作。例如，在煤矿采掘过程中，将机械自动化与智能化应用其中，就能实现一边采掘一边支护，在不影响煤矿采掘生产效率的同时，能够保障采掘生产的安全性，还能够保证采掘过程中参与施工的工作人员的人身安全和财产安全。

1.3降低了煤矿采掘的成本

煤矿采掘曾经主要依靠人工作业，工程庞大，消耗了大量的人力，相对应耗费了大量的人力、物力、财力成本，而采用机械化与自动化的采掘方式代替了大量的人工作业，避免了由于人工而带来的潜在风险，保证了采掘的正常开展，在后续长时间的作业之中自然的就降低了煤矿采掘的成本。

2煤矿采掘机械自动化和智能化的具体运用

2.1在煤矿开采过程中的应用

近些年来，随着采煤技术的发展，很多煤矿的开采已采用了综采技术。综采工艺的应用实现了煤矿开采的完全机械化，大幅度提高了煤矿开采的安全性和生产效率。目前，已经出现了年产超过2×107t级别的矿井。这得益于整个综采过程中的机械自动化生产的比例非常高，达到了70%-80%。综采工艺的机械自动化主要体现在装煤、支护及运煤方面。装煤方面，采煤机截割下来的煤炭直接装到刮板输送机上，不再需要工人用铁锹将煤炭铲到刮板机上。支护实现自动化是综采技术自动化水平的重要体现。在普采技术和炮采技术中，支护占到整个开采过程消耗时间的70%-80%，也就是大部分时间在进行作业支护，而用于回采的时间很少。在采用综采液压支架进行支护后，支护作业时间大幅降低，整个支护作业只需要很短的时间就能完成，对回采的影响非常小。运煤时采用的是皮带运输机，可保证开采时煤炭的持续运输，而且运输距离很长。

2.2在运输作业过程中的应用

采煤与煤炭运输工作都是煤矿作业的主要工作内容，我们在实际作业过程中运输的工作量是比较大的，且机械设备的使用在这一阶段有较大的耗损，尤其是在使用刮板运输机的情况下，长时间的连续运作会导致机械设备有较严重的耗损，这主要是由于落煤后原煤的大小形态会有一定的差异，虽然在技术相对比较成熟的今天其差异不会很大，但是这些差异还是会导致刮板机机尾产生较大的损耗，因此在运输作业过程中我们主要针对刮板机机尾的自动伸缩装置进行应用，针对不同煤块的大小决定机尾的开合程度，自动进行调整，这样一来不仅保障了运输的效率同时也降低了设备的耗损，符合生产作业需求。笔者认为，在运输作业中智能化技术的发展应该重点进行液压自动控制系统的研究，根据运输过程中的具体环境情况以及原煤状态自动进行调节，对于张紧装置的操作动作以及行程控制做到精确无误。

2.3在煤矿掘进工作中的应用

在煤矿的采掘工作中，应用最多最广泛的就是掘进机，这是一种机械自动化水平较高的煤矿生产设备，主要包含开关箱、操作箱以及照明灯和控制按钮等组成结构，在对这种掘进机进行使用的过程中，可以结合液压系统进行共同使用，这样就可以大大的缩短煤矿开采时间，提高煤矿开采效率。掘进机在工作的过程中，其控制系统主要是液压系统和敏感式变量泵，该控制系统在使用的过程中它的执行元件的流量始终处于稳定的状态，不会受到负载变化的影响，同时在该系统下，可以实现掘进机的不同执行元件在同一情况下可以进行作业，且各元件在运行过程中不会互相干扰，能够保证各项元件运行的稳定性和安全性。所以加大自动化技术在煤矿采掘机械中的应用可以大大的提高煤矿采掘工作的生产效率，提高煤矿企业的生产效率和经济效益。在我国，煤矿采掘工作是一项复杂、难度系数大、危险系数高的工作，因此煤矿企业需要加强机械自动化技术在煤矿监控系统中的应用，该技术的主要系统是集成控制系统。这项系统具有位置分散、距离较远的优势，相关工作人员可以在集成控制系统的基础上利用网络控制技术建立一些相应的分系统，然后在分系统中实现将各个监控点通过不同的线路与相应的调度室进行连接。机械自动化监控系统中，通过对光纤传导模式的运用，利用光缆进行对矿井调度室、集运配电室、矿井配电室以及采区配电室等地区的连接，从而形成一个全面的、完善的控制网络。其次机械自动化在监控系统中的应用还可以对采煤机等设备进行远程控制，采煤机等设备根据煤层的变化而进行自动切割，对煤层内部的软硬度情况进行及时的报告，根据煤矿的软硬度程度来自行调节煤矿采掘速度，保证煤矿采掘工作的顺利进行。

结语

综上所述，中国煤矿具有广阔的发展前景，机械自动化和智能化在煤矿采掘中的应用也越来越广泛。但是，在应用过程中也存在些许缺陷，不够完善，目前仅处于起步阶段，相信在不久的将来，中国科学家会不断突破，让中国的煤矿采掘生产事业不断发展前进，提升采掘质量，尽可能减少煤矿采掘生产等一系列的经济花销，并能够保障采掘生产施工人员的生命财产安全。当然，追求煤矿采掘机械自动化和智能化应用是具有一定挑战性的，困难重重，需要坚持不懈地去研发才能补足其中存在的缺陷，达到最佳的效果。

参考文献

[1]孔泉.煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].内燃机与配件,2021(07):106-107.

[2]梁晓旭.浅谈机械自动化在煤矿采掘中的应用[J].建材与装饰,2021(03):247.

[3]李平.试论煤矿机械的性能自动化程度及其经济性实践思考[J].海峡科技与产业,2020(04):129-130.