賀文斌

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)改變當(dāng)前傳統(tǒng)煤炭工業(yè)生產(chǎn)方式，既能大幅降低由于人為因素造成的安全事故風(fēng)險(xiǎn)，提高煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)水平，又能高效益的提升生產(chǎn)效率，是當(dāng)今煤炭企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)和必由之路。基于此，本文主要探討煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

Abstract： With the development of science and technology， changing the current traditional coal industry production methods through automation technology can not only significantly reduce the risk of safety accidents caused by human factors， improve the safety production level of coal enterprises， but also improve production efficiency with high efficiency， and it is the inevitable trend and the only way for the development of today's coal enterprises. Based on this， this paper mainly discusses the development and application of coal mine electromechanical automation technology.

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);煤礦機(jī)電;發(fā)展;應(yīng)用

Key words： automation technology;coal mine electromechanical;development;application

中圖分類(lèi)號(hào)：TD67? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）36-0245-02

0? 引言

本人從事工作的國(guó)能集團(tuán)寧夏煤業(yè)棗泉煤礦是一家生產(chǎn)能力800萬(wàn)噸/年，國(guó)有大型煤礦，在國(guó)家近年來(lái)大力提倡煤炭行業(yè)減人提效保安，大力推動(dòng)煤礦自動(dòng)化、信息化、智能化發(fā)展，提高煤礦本質(zhì)安全水平的背景下，棗泉煤礦正在積極推進(jìn)本礦的自動(dòng)化建設(shè)。目前棗泉煤礦已實(shí)現(xiàn)井下水泵房自動(dòng)化無(wú)人值守，同時(shí)按計(jì)劃逐步實(shí)現(xiàn)全礦井生產(chǎn)輔助系統(tǒng)自動(dòng)化無(wú)人值守。結(jié)合本人所在煤礦自動(dòng)化建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，對(duì)當(dāng)前煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行分析。

當(dāng)前部分煤礦存在機(jī)電設(shè)備落后，更新和升級(jí)不及時(shí)的問(wèn)題，不僅嚴(yán)重影響了煤礦的生產(chǎn)效率，更威脅到了煤礦作業(yè)人員的人身安全。基于此，分析煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于解決上述問(wèn)題大有助益，于煤礦而言，經(jīng)濟(jì)效益和安全效益實(shí)現(xiàn)雙贏。

1? 自動(dòng)化內(nèi)涵的概述

自動(dòng)化作為一種更高效、更安全的作業(yè)方式，設(shè)備是其生產(chǎn)作業(yè)主體，它最大限度的避免了人工直接參與生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中加入信息通信技術(shù)，利用信息化控制整個(gè)流程和操作。其中自動(dòng)化技術(shù)一般包括計(jì)算機(jī)和電子信息內(nèi)容，而在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)控制的作用也不可或缺。在機(jī)械制造領(lǐng)域中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用由來(lái)已久，尤其是在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，這次技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，并且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步，機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化水平越來(lái)越高。在煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，參與其中的自動(dòng)化技術(shù)不止一種，包括電子信息管理技術(shù)、微電子傳感技術(shù)、PLC技術(shù)等，通過(guò)在煤礦機(jī)電自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用這些技術(shù)，相關(guān)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了大幅度提升[1]。由于我國(guó)煤礦機(jī)電自動(dòng)化水平發(fā)展較晚，相關(guān)技術(shù)的成熟度也亟待提高，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定距離，正因?yàn)槿绱?，研究先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，使其適應(yīng)我國(guó)煤礦機(jī)電行業(yè)發(fā)展要求，才更為重要和迫切。

2? 自動(dòng)化技術(shù)引進(jìn)煤礦機(jī)電管理中的重要作用

在煤礦機(jī)電管理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)具有兩項(xiàng)明顯優(yōu)勢(shì)，分別是提高生產(chǎn)效率和降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)，具體分析如下：

2.1 提高生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備作業(yè)主要依靠的是人工操作，盡管在崗員工均經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的培訓(xùn)，但人為因素造成的操作失誤總是無(wú)法避免，不僅影響了設(shè)備運(yùn)行的生產(chǎn)效率，也使得生產(chǎn)的質(zhì)量受到不同程度的影響。并且若無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)操作失誤，或無(wú)法就失誤做出及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，還可能會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程。而在煤礦機(jī)電管理中引入自動(dòng)化技術(shù)之后，機(jī)械操作失誤的概率將大大降低，更為重要的是若生產(chǎn)要求發(fā)生變化，只需調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)即可，既提高了生產(chǎn)效率，也保證了產(chǎn)品質(zhì)量[2]。

2.2 降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)

由于煤礦行業(yè)的特殊性和危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生安全事故，其后果通常是慘烈的代價(jià)，這是各方均不愿看到的，必須加強(qiáng)安全防護(hù)。將自動(dòng)化引入煤礦機(jī)電管理中，自動(dòng)化控制流程中可以預(yù)估和評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，若發(fā)現(xiàn)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，可對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行預(yù)警，及時(shí)排除危險(xiǎn)因素，并且還能夠監(jiān)控設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，防止危險(xiǎn)突然發(fā)生，降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

3? 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)電管理工作中的難點(diǎn)

當(dāng)前我國(guó)的煤炭生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平存在不均衡的問(wèn)題，只有部分大型煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化生產(chǎn)，其余的多數(shù)煤礦企業(yè)截至目前并未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，關(guān)于將自動(dòng)化技術(shù)引入到煤礦機(jī)電管理中的重要性上文已作出分析，但結(jié)合當(dāng)前煤礦機(jī)電技術(shù)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，仍然存在許多亟待解決的問(wèn)題和難點(diǎn)，阻礙著煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)水平的提升，具體問(wèn)題分析如下：

3.1 人員操作不當(dāng)

煤礦機(jī)電技術(shù)自動(dòng)化操作存在一定難度，需要在崗人員經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)培訓(xùn)，但現(xiàn)實(shí)情況是很多煤礦企業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才不夠，對(duì)于煤礦機(jī)電技術(shù)的操作不夠熟練，在這種情況下，經(jīng)常面臨誤差的出現(xiàn)，再加上后續(xù)相關(guān)制度的不完善，安全事故風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大，人員操作不當(dāng)不僅會(huì)對(duì)煤礦的生產(chǎn)效率和質(zhì)量造成不利影響，更可能威脅到煤礦作業(yè)人員的生命安全。

3.2 工程設(shè)計(jì)不合理

分析煤礦機(jī)電技術(shù)自動(dòng)化應(yīng)用效果時(shí)工程設(shè)計(jì)是必然要考慮的因素，工程設(shè)計(jì)包括多個(gè)環(huán)節(jié)，比如開(kāi)采進(jìn)度、費(fèi)用預(yù)算及煤礦設(shè)備安裝等，工程設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理直接關(guān)系到自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效果[3]。煤礦機(jī)電技術(shù)自動(dòng)化若能夠真正的發(fā)揮作用，對(duì)于煤礦企業(yè)的助益是眾所周知的，但現(xiàn)實(shí)情況是很多煤礦企業(yè)存在工程設(shè)計(jì)不合理的情況，沒(méi)有依據(jù)自身的特點(diǎn)合理確定開(kāi)采進(jìn)度、費(fèi)用預(yù)算等，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程失控，此現(xiàn)象在一些小型煤礦企業(yè)中尤為多見(jiàn)，不僅影響了開(kāi)采活動(dòng)的正常開(kāi)展，更可能造成嚴(yán)重的安全事故。

3.3 配套管理制度不健全

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是多種技術(shù)集合綜合作用的結(jié)果，涉及環(huán)節(jié)眾多，尤其是對(duì)于煤礦行業(yè)來(lái)說(shuō)，相比其他行業(yè)更為復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電技術(shù)自動(dòng)化，必須建立完善的管理制度。然而，現(xiàn)實(shí)中很多企業(yè)的煤礦機(jī)電管理制度滯后，已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)煤礦企業(yè)的期待和要求，如此久而久之煤礦機(jī)電技術(shù)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)將遙遙無(wú)期，無(wú)法促進(jìn)其良性發(fā)展?；诖?，為了實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電自動(dòng)化，必須建立健全的配套管理制度，只有從制度層面加以約束，才能將自動(dòng)化技術(shù)的價(jià)值最大化。

4? 自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備管理的渠道

自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備管理中已迫在眉睫，具體的運(yùn)用渠道主要有三方面，分別是煤礦提升設(shè)備、煤礦采掘設(shè)備及煤礦監(jiān)控設(shè)備，具體分析如下：

4.1 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦提升設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦開(kāi)采和煤礦產(chǎn)品生產(chǎn)中提升設(shè)備都不可或缺，發(fā)揮著重要作用，主要用于運(yùn)輸煤礦開(kāi)采設(shè)備、運(yùn)輸開(kāi)采煤礦相關(guān)工作人員及運(yùn)輸原煤等。在整個(gè)煤礦生產(chǎn)中幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都需要用到運(yùn)輸提升設(shè)備，因此必須保證提升設(shè)備的安全可靠，提升設(shè)備的安全操作是煤炭安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前提升設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)十分常見(jiàn)，對(duì)于保證煤炭生產(chǎn)的安全管理具有不可替代的重要作用。分析提升設(shè)備相關(guān)最先進(jìn)的技術(shù)，PLC設(shè)備可全流程控制提升機(jī)，利用數(shù)字化技術(shù)監(jiān)管和支配設(shè)備控制[4]。與此同時(shí)，為了進(jìn)一步提高管控的安全性，該技術(shù)采用了分步設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)由不同的控制器控制每個(gè)環(huán)節(jié)或步驟，安排一條總線貫穿其中，如此即使某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)整個(gè)生產(chǎn)流程造成嚴(yán)重后果，實(shí)行綜合管理。

4.2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采掘設(shè)備中的應(yīng)用

對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，開(kāi)采是其獲取經(jīng)濟(jì)效益的必要手段，對(duì)于煤炭生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，開(kāi)采是核心環(huán)節(jié)，有研究數(shù)據(jù)表明，安全事故發(fā)生最多的環(huán)節(jié)就是開(kāi)采環(huán)節(jié)，因?yàn)殚_(kāi)采環(huán)節(jié)是最多變、最復(fù)雜的，需要用到的開(kāi)采人員眾多，而瓦斯、水害等危險(xiǎn)因素時(shí)刻在威脅開(kāi)采人員的生命安全。開(kāi)采環(huán)節(jié)的自動(dòng)化設(shè)備程度越高，意味著人工的使用越少，客觀上對(duì)于降低了煤炭安全事故對(duì)人員的生命財(cái)產(chǎn)威脅[5]。目前國(guó)內(nèi)智能采煤機(jī)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)視頻遠(yuǎn)程干預(yù)截割和視頻煤巖識(shí)別，利用記憶截割+視頻遠(yuǎn)程截割+視頻煤巖識(shí)別進(jìn)行技術(shù)融合，推進(jìn)智能采煤技術(shù)。

4.3 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦智能監(jiān)控設(shè)備中的應(yīng)用

監(jiān)控環(huán)節(jié)對(duì)于煤炭開(kāi)采具有重要意義，通過(guò)安裝煤礦智能監(jiān)控設(shè)備可有效提高煤炭開(kāi)采的安全性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及解決煤炭開(kāi)采中存在的不穩(wěn)定或者不安全隱患。因此，必須加強(qiáng)煤礦生產(chǎn)全過(guò)程的技術(shù)監(jiān)控。打造綜合自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，全面覆蓋井下、地面生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)、檢測(cè)信息集中化、設(shè)備操作遠(yuǎn)程化、生產(chǎn)指揮信息化。在煤礦監(jiān)控設(shè)備中引入自動(dòng)化控制，可實(shí)時(shí)評(píng)估整個(gè)工作流程中的安全威脅，如圖1所示，一旦通過(guò)設(shè)備發(fā)現(xiàn)瓦斯含量超標(biāo)，威脅到人員安全及生產(chǎn)正常運(yùn)行，可及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施[6]。

5? 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展前景

對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備而言，自動(dòng)化和智能化是其未來(lái)的大勢(shì)所趨，通過(guò)深入研究煤礦機(jī)電自動(dòng)化，不僅能夠加快我國(guó)追趕發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，還對(duì)于提升煤炭資源開(kāi)采率及降低煤炭生產(chǎn)安全事故發(fā)生率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。未來(lái)是信息化時(shí)代，微電子技術(shù)、信息技術(shù)等現(xiàn)代科技技術(shù)必將越來(lái)越成熟，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也會(huì)越來(lái)越完善，這些都為煤礦機(jī)電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段部分煤礦企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中引進(jìn)遠(yuǎn)程操作技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控及無(wú)人值守，煤礦職工無(wú)需進(jìn)入煤礦監(jiān)測(cè)井下作業(yè)，可利用視頻技術(shù)觀察開(kāi)采運(yùn)輸流程，對(duì)煤礦生產(chǎn)具有重要意義。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視乎為煤礦機(jī)電設(shè)備智能化奠定基礎(chǔ)，監(jiān)控傳感器及沖擊低壓、火災(zāi)等，保障井下作業(yè)人員的安全。

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