郝寧（大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司，山西大同　037000）

煤礦生產(chǎn)中的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)之淺見(jiàn)

郝寧
（大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司，山西大同037000）

摘要：作為一種高效高穩(wěn)定性的系統(tǒng)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠適應(yīng)各種生產(chǎn)的需求，在一定程度上提高生產(chǎn)效率，保證安全生產(chǎn)，這些特性對(duì)于煤礦生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠有效提高生產(chǎn)的效率，同時(shí)保證生產(chǎn)的安全，為煤炭企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。簡(jiǎn)述了我國(guó)煤炭生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出煤礦生產(chǎn)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方向，并據(jù)此進(jìn)行一定的展望。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)械自動(dòng)化；應(yīng)用

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是以電力資源作為支持的，而電力資源優(yōu)勢(shì)是以煤炭資源作為基礎(chǔ)的。因此在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，想要維持我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，就必須保證煤炭的產(chǎn)量和質(zhì)量。在這樣的環(huán)境背景下，推進(jìn)煤礦生產(chǎn)中的機(jī)械自動(dòng)化，對(duì)于機(jī)械行業(yè)、計(jì)算機(jī)行業(yè)、煤炭行業(yè)的發(fā)展都是非常有利的。

1　我國(guó)煤礦生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的特點(diǎn)

我國(guó)是世界第二大經(jīng)濟(jì)體，而在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的背后，是龐大的電力消耗作為支撐，而這些電力大多數(shù)都是來(lái)源于煤炭發(fā)電。我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量十分巨大，煤炭開(kāi)采行業(yè)也比較發(fā)達(dá)，但是相較于國(guó)外的煤炭開(kāi)采行業(yè)，我國(guó)煤炭開(kāi)采行業(yè)的技術(shù)水平仍舊與國(guó)外存在差距，這也是我國(guó)的煤礦安全事故頻發(fā)的主要原因之一[1]。

雖然有多年的開(kāi)采歷史，但是煤炭的勘探和開(kāi)采仍舊是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的工程，需要各種機(jī)械進(jìn)行協(xié)同合作，才能使得煤炭的產(chǎn)量滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的需求，同時(shí)保證安全生產(chǎn)。其中在井下的綜合開(kāi)采設(shè)備就包括采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架和帶式輸送機(jī)等，全自動(dòng)刨煤設(shè)備主要包括刨煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、薄煤層液壓支架等。各種自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)用使得煤炭開(kāi)采的效率大大提高了，同時(shí)也減小了井下人力操作的空間，井下從事操作的人員越少，在安全事故發(fā)生時(shí)對(duì)人員造成的傷害就越小，對(duì)煤炭企業(yè)的發(fā)展也就越有利。

2　綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用

目前廣泛使用的開(kāi)采煤礦的工藝都是綜合機(jī)械化開(kāi)采，主要步驟仍舊是井下的開(kāi)采、巷道的運(yùn)輸、井外的堆放處理。在這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)化，能夠有效減少人力對(duì)于生產(chǎn)的參與，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低了安全事故發(fā)生的幾率。

2.1裝備特點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型開(kāi)挖設(shè)備屢見(jiàn)不鮮，對(duì)于煤礦開(kāi)挖的產(chǎn)量也在逐漸增加，目前機(jī)械化開(kāi)采煤礦的主要裝備都是由大功率電牽引煤機(jī)，這些機(jī)器的平均功率都在800 kW以上，而每小時(shí)的開(kāi)采能力在1 000～1 200 t，運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力在每小時(shí)500~ 2 000 t。自動(dòng)化技術(shù)在開(kāi)采機(jī)械以及運(yùn)輸機(jī)械中的運(yùn)用，使得煤炭的開(kāi)采和運(yùn)輸能夠很好地匹配，提高了整個(gè)開(kāi)采工作的效率，保證了開(kāi)采工作的順利進(jìn)行[2]。

2.2綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝

目前在煤礦開(kāi)采中常見(jiàn)的開(kāi)采工藝是一礦一面或者一礦兩面的高度集中化生產(chǎn)，這樣的開(kāi)采方法能夠有效減少開(kāi)采機(jī)械移動(dòng)的次數(shù)，從而節(jié)約開(kāi)采的時(shí)間，相較于傳統(tǒng)的開(kāi)采方法，這種開(kāi)采方法的效率更高，產(chǎn)量也更高。當(dāng)然還有通過(guò)改進(jìn)開(kāi)采機(jī)械，使得開(kāi)采機(jī)械一刀的采煤量更多，進(jìn)而間接地提高了煤的產(chǎn)量。無(wú)論哪一種開(kāi)采方式，對(duì)于巷道的掘進(jìn)和支護(hù)都有更高的要求，因此在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該加以重視。

3　煤礦生產(chǎn)中的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

3.1煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

掘進(jìn)工作是煤礦開(kāi)采工作的開(kāi)端，這項(xiàng)工作的開(kāi)展情況直接影響了后續(xù)的整個(gè)開(kāi)采工作，掘進(jìn)的速度決定了后續(xù)各項(xiàng)工作開(kāi)展的效率。掘進(jìn)機(jī)械的使用是掘進(jìn)生產(chǎn)中的重要部分，只有做好了掘進(jìn)工作，才能有效保障其他各項(xiàng)工作的進(jìn)行，因此實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)械的自動(dòng)化，對(duì)于整個(gè)開(kāi)采流程來(lái)說(shuō)都是非常有價(jià)值的。

3.2采煤生產(chǎn)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

煤炭的采掘是煤礦的主要生產(chǎn)任務(wù)，在傳統(tǒng)的煤炭采掘中，不僅需要相關(guān)工作人員隨時(shí)進(jìn)行維護(hù)，而且開(kāi)采的效率也比較低下，難以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。實(shí)現(xiàn)煤礦采掘的自動(dòng)化，能夠在最大程度上提高煤礦開(kāi)采的效率，同時(shí)降低井下工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

目前常用的采煤機(jī)械是電牽引采煤機(jī)，這種采煤機(jī)械的機(jī)械自動(dòng)化程度較高，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序進(jìn)行掘進(jìn)，也可以根據(jù)手動(dòng)控制來(lái)進(jìn)行掘進(jìn)，因而廣泛適用于各種生產(chǎn)。電牽引采煤機(jī)的出現(xiàn)，使得在復(fù)雜的煤層環(huán)境中開(kāi)采成為了可能，能夠減少直接由人員控制開(kāi)采所帶來(lái)的危險(xiǎn)，因而被廣泛使用于各種煤礦的開(kāi)采之中[3]。

3.3礦井運(yùn)輸中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

煤炭的運(yùn)輸和煤炭的采掘應(yīng)該是同步的，在井下采掘的煤炭應(yīng)該及時(shí)地運(yùn)出到地面，這樣才能保證整個(gè)采掘系統(tǒng)的高效運(yùn)行。而傳統(tǒng)的由人力參與的運(yùn)輸工作，不僅操作效率低下，相關(guān)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且在井下開(kāi)采條件復(fù)雜時(shí)，還極易發(fā)生安全事故。實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)械的自動(dòng)化，能夠有效提高整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷生產(chǎn)，同時(shí)還不需要人員進(jìn)行維護(hù)，提高相關(guān)操作人員的安全性，對(duì)于煤礦生產(chǎn)有著重要的意義。

圖1是近十年來(lái)我國(guó)煤炭進(jìn)口的趨勢(shì)，從中不難看出，我國(guó)對(duì)于煤炭有著持續(xù)的需求，因此加強(qiáng)各種機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的運(yùn)用，具有極高的實(shí)際價(jià)值。

圖1　近十年來(lái)我國(guó)煤炭進(jìn)口的趨勢(shì)

4　機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的發(fā)展前景展望

4.1在安全生產(chǎn)重點(diǎn)崗位上實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)

作為一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，煤礦行業(yè)的各種安全事故都會(huì)造成極大的人員傷亡。發(fā)達(dá)國(guó)家煤礦行業(yè)的發(fā)展歷史表明，在煤礦開(kāi)采中實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，對(duì)于降低安全事故發(fā)生的幾率有著顯著的作用。在危險(xiǎn)系數(shù)較高的開(kāi)采環(huán)境中利用自動(dòng)化機(jī)械來(lái)代替人力進(jìn)行作業(yè)，是生產(chǎn)的需要，也是出于保護(hù)操作人員安全的考慮。

4.2在可連續(xù)作業(yè)的工作環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)

實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)中的機(jī)械自動(dòng)化，最顯著的特點(diǎn)就是整個(gè)煤礦的開(kāi)采，煤炭的運(yùn)輸，都不需要投入過(guò)多的人力來(lái)維護(hù)運(yùn)行，這就為24小時(shí)不間斷生產(chǎn)提供了可能，而連續(xù)作業(yè)不僅能夠提高煤炭的產(chǎn)量，滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的需求，同時(shí)還能夠降低由于長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的勞動(dòng)使得工人的注意力不集中所導(dǎo)致的各種安全事故。自動(dòng)化的機(jī)械不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的勞作而產(chǎn)生疲勞，系統(tǒng)各部分命令的執(zhí)行也不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的工作而出現(xiàn)誤差，這是機(jī)械生產(chǎn)與人力生產(chǎn)最大的區(qū)別，也是自動(dòng)化機(jī)械最大的優(yōu)勢(shì)所在。自動(dòng)化機(jī)械的使用降低了企業(yè)的開(kāi)采成本，直接提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3機(jī)械自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)與其他先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)融合

在煤礦的開(kāi)采中，除了實(shí)現(xiàn)煤炭的采掘以及運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的自動(dòng)化也是非常有必要的。自動(dòng)化的監(jiān)控能夠?qū)崟r(shí)采集整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，針對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和呈遞。而利用自動(dòng)化的監(jiān)控技術(shù)還可以很好地監(jiān)控整個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)、井下瓦斯?jié)舛鹊淖兓鹊扰c安全生產(chǎn)息息相關(guān)的要素，對(duì)于這些要素的實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠很好地保證井下工作人員的安全，也可以保證整個(gè)系統(tǒng)始終處在順利的運(yùn)轉(zhuǎn)之中，提高生產(chǎn)的效率，降低發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。

5　小結(jié)

煤炭作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力，提高煤炭的產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)中、采煤生產(chǎn)中以及礦井運(yùn)輸中的運(yùn)用，能夠極大地提高整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，降低安全事故發(fā)生的幾率，為相關(guān)煤炭企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

［1］石俊.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展［J］.科技與企業(yè)，2014（16）：270-270.

［2］房付玉.電氣自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011，10（23）：242-243.

［3］賈瑛.煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.科技與企業(yè)，2013，（13）：137-137.

(編輯：王智圣)

Mechanical Automation Technology in Coal Production

HAO Ning
（Datong Coal Mine Group，Dongzhouyao Coal Co.，Ltd.，Datong037000，China）

Abstract:As a kind of system with high efficiency and high stability，mechanical automation technology can adapt to various needs of production，improve production efficiency in a certain extent，ensure the safety of production，these characteristics are crucial for the coal mine production.The application of automation technology in coal mine production can effectively improve the production efficiency，and ensure the production safety，to create greater economic benefits for coal enterprises.This paper underdraws the characteristics of the China's coal production machinery automation application，analyzes the application of mining technology on comprehensive machinery，puts forward application direction in the production of coal mine automation technology，and gives some prospects.

Key words:coal mine；automation；application

作者簡(jiǎn)介：郝寧，男，1988年生，河北邢臺(tái)人，大學(xué)本科，助理工程師，研究領(lǐng)域：機(jī)械工程及自動(dòng)化。

收稿日期：2015－04－30

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2015.08.055

中圖分類號(hào)：TD67

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009－9492 (2015 ) 08－0188－02