煤矿开采自动化技术的应用

煤矿开采自动化技术的应用

钟明军

大方县安全生产监督管理局贵州毕节551600

摘要：随着我国社会经济以及工业企业的发展、科学技术不断进步，物质需求的提高，导致了资源相对短缺，必须合理、安全、高效地开发和利用资源，其中煤炭资源在目前，乃至今后一段时间都将是我国经济社会发展必不可少的重要能源之一。目前我国煤炭开采正向规模化、信息化、自动化、智能化的方向发展，随着开采深度和力度的加大，制约煤炭开采的关键因素之一就是安全生产。所以煤矿开采信息化、自动化、智能化技术的应用可以大大地减少井下从业人员，从而降低了安全生产的事故率，同时提高了劳动生产率。就此本文主要对煤矿自动化技术的应用进行探析。

关键词：煤矿；机械设备；自动化技术；信息化；自动化；智能化；应用

引言

至改革开放以来，我国经济社会的发展取得了很大的成就。就当前，乃至今后一段时间煤炭资源都将是我国经济发展过程中不可或缺的重要能源。然而煤炭的开采过程是一项十分复杂的系统工程，所以将自动化技术运用到煤矿的开采过程中，以提高煤炭的开采效率，降低吨煤生产成本，确保安全生产势在必行。故应对煤矿自动化技术的应用进行更加深入的研究。

1自动化技术对煤矿安全生产的影响

1.1对煤矿安全管理的影响

煤炭的开采过程是一项十分复杂的系统工程，事实已经证明存在较大的安全风险，在煤矿几大类灾害中，机电、提升运输事故占据的比例并不小，对企业本身及从业人员的安全产生一定威胁。在实际生产中，煤矿企业的经济效益与发展在很大程度上取决于是否安全生产。而自动化技术在煤炭开采中的应用不但可以减少从业人员的数量，有效保障从业人员的安全，还可以提高劳动生产率。安全生产的两大重要因素就是人和物的因素，人的因素是最重要的因素，因此在实际生产过程中有效管控好人的不安全因素，也就从源头上减少了事故的发生。因此，在采掘工作中，自动化技术具有十分重要的应用价值。

1.2对煤炭生产效率的影响

随着煤炭开采技术的提高，煤炭生产对自动化技术的应用更加的广泛和深入。现代工业控制中，电气自动化技术集多项技术为一体，包括仪器仪表技术、控制技术、计算机网络技术以及高新技术的应用，不但提高了劳动生产率，同时还保障了安全生产。如一对15万吨每年的炮采、掘矿井，条件不太好的矿井达产都困难，要是使用综采、掘最多半年就能达产，同时采掘作业人数至少可以减少50%以上，从而提高了劳动生产率。

2煤矿开采自动化技术的应用分析

2.1自动化技术在采掘过程中的应用

采掘设备是煤炭开采过程中十分重要的设备。目前无人化采、掘作业已经得到了应用。在采掘设备中，我们已经使用了多电力驱动系统，高压驱动系统，这个系统的应用范围在逐渐扩大。同时我们也在不断提升多电力系统的容量，目前它的功率已经可以达到120kW，主要使用电力来作为采掘设备的动力，这样可以极大提升设备的工作效率，降低了设备的故障率，优化了采掘工作。在采掘过程中对于一些辅助设备也应用了自动化技术，比如对于输送设备的自动化改进。传统的输送设备存在功能单一，承载力较低，效率低等问题。而自动化技术的应用则完全解决了这些问题。如千万吨级综采工作面智能型输送系统，薄及中厚煤层自动化开采技术。煤矿新型泡沫混凝土自动化湿喷成套技术的应用。

2.2自动化技术在提升设备中的应用

在煤炭开采过程中主要的提升设备是胶带运输机和绞车运输，为了提高运输效率，可以运用工业控制技术中的PLC变频控制技术和网络等技术来实现胶带运输机和绞车运输的半自动化或自动化运行。同时我们还研制了DCS自动化控制系统，加强了对于设备的分散化控制，提高了系统的容错水平。而全数字直流调速系统的使用则极大加强了我们对于工作流程的监控，提高了设备的运行效率，降低设备的故障率，提高设备的使用寿命和工作效率，降低采掘设备的运行成本，也就提高了劳动生产率，确保安全生产。如PLC变频控制技术在斜井绞车运输的运用，基于物联网技术的井下交通管理系统。

2.3自动化技术在通风系统、排水系统及防治水和瓦斯治理中的应用

通风系统是煤炭开采过程中的最重要的系统，而通风系统设施设备能否正常运行完全可以运用网络技术和自动化等技术来实现。煤矿的监测监控系统不但可以监测监控井下的瓦斯、CO以及粉尘浓度、温度的高低、风量情况，还可以监控通风设施设备（风机、风门）、排水泵的运行正常与否以及水害的信息。其次我们还可以对通风系统进行自动化控制。根据监控信息及时维护、调整通风系统的运行、灾害的预防及安全生产的调度工作，确保安全生产。如基于GIS的瓦斯地质及瓦斯动态预测可视化系统、煤与瓦斯突出声电瓦斯综合化监测预警技术的应用；矿井通风智能决策与远程控制系统的应用；防治水中垂向导水通道井下三维电磁法探测技术的应用；低频高压脉动注水防治煤与瓦斯突出技术利用高压力水周期变化对煤层注水孔周围煤体产生累积损伤，最大限度地使水渗入到不同的裂隙、孔隙中，增加煤体的润湿性；脉动频率为0.5~5次/每分钟，脉动压力可调，高压为20~30MPa，低压为5~10MPa，有效改变煤层的物理力学性质，达到增透效果。

2.4自动化技术在煤矿安全系统、职业危害防治中的应用

目前我国及时引入了国外的制造技术和安全监控技术，同时还自主研制了煤矿的安全监控系统，并且取得了很好的效果。而且煤矿企业安装了瓦斯监控系统，人员定位系统，视频监控系统，压风自救系统，紧急避险系统以及有线调度通讯等系统。实现了“瓦斯电、风电闭锁”，有效监测井下瓦斯、有害气体、粉尘浓度、温度的高低、风量的大小，还可以监控职业危害以及安全设施设备运行正常与否。部分企业还实现了远程遥测遥控技术，井下中央变电所实现无人值班等技术。但是我国自动化设备中的检测元件和执行元件的研发和生产以及应用存在一系列的问题，使得安全系统运行效率低、可靠性差等问题，所以要进一步加大研发投入力度，确保设备的正常运行及广发运用。如煤矿安全生产三维可视化综合平台系统。

3煤矿开采自动化技术应用的未来展望

现阶段，自动化技术在煤矿开采过程中得到广泛应用，使用此项技术后机械设备控制工作逐渐向自动化及智能化的方向发展，对提升煤矿开采效率及效果有较大的积极作用，这样可以极大提升设备的工作效率，降低了设备的故障率，优化了采掘工作。将采掘过程的事故率降至最低，进而保证各类机械设备的正常工作，不但提高了劳动生产率，同时还保障了安全生产。在时代不断发展下对电力自动化技术提出了更高的要求，为了满足当代的要求相关研究人员需要对当前企业应用电气自动化技术的现状进行调查研究及分析，对西方发达国家的一些经验及研究成果等进行合理借鉴，对自动化技术进行不断的完善和创新，为后期企业应用过程提供更多的有利条件。如煤矿重大事故三维模拟与逃生演练培训系统，一线式矿山监控定位广播信息系统必将被广泛的推广和应用。

4结语

总之，随着自动化技术的发展，在煤炭生产中对该项技术的应用水平得到了有效提升，使得煤炭生产随之更加高效、便捷。然而目前与国外先进技术相比，我国煤矿机械电气自动化水平依然存在较大差距，自动化控制精度有待提升，控制效果也不甚理想。在未来的研究与发展中，应继续着力于提升煤矿机械设备电气自动化水平。

参考文献：

[1]郭莉莉．电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用研究［J］．山东煤炭科技，2017（5）：99-100．

[2]李新倬.煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].起重运输机械，2016（2）：106-108.