毛旺強(qiáng)

[摘? ? 要]近年來(lái)，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域不斷加大了科技攻關(guān)力度，在此過(guò)程中，煤礦企業(yè)全面開(kāi)展了機(jī)電對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，意義重大。依托井下物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等高新技術(shù)，構(gòu)建運(yùn)輸、采掘、通風(fēng)、提升、排水、供電、維修、調(diào)度、管理等為一體的自動(dòng)化控制模式，提升產(chǎn)量與生產(chǎn)安全性。文章首先概述自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用價(jià)值，其次對(duì)煤礦機(jī)電中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題展開(kāi)了分析，最后重點(diǎn)探討煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新應(yīng)用;自動(dòng)化技術(shù);對(duì)策;煤礦;機(jī)電

[中圖分類(lèi)號(hào)]TD67;TD82 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–00–03

[Abstract]In recent years， my country has continuously increased its efforts in scientific and technological research in the development of various fields. In this process， coal mine enterprises have fully implemented the innovative application of electromechanical technology to automation technology. It is of great significance to rely on the underground Internet of Things， big data， cloud computing and other high-tech Technology， build an automated control mode integrating transportation， mining， ventilation， lifting， drainage， power supply， maintenance， dispatching， and management to improve output and production safety. The article first summarizes the application value of automation technology in coal mine electromechanical， and then analyzes the application of automation technology in coal mine electromechanical. Finally， it focuses on the innovative application countermeasures of coal mine electromechanical automation technology， with a view to the sustainable development of my country's coal mine industry. Contribute a driving force.

[Keywords]innovative application; automation technology; countermeasures; coal mine; electromechanical

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用愈加普及，促進(jìn)了煤礦機(jī)電機(jī)動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平整體上的提升。然而，由于國(guó)內(nèi)各地煤礦行業(yè)存在著不均衡的技術(shù)水平問(wèn)題，導(dǎo)致一些煤礦企業(yè)尚未充分運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，改革創(chuàng)新機(jī)電設(shè)備運(yùn)行及其管理模式，亟待采取有效對(duì)策，推進(jìn)煤礦機(jī)電對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，最大程度減小煤礦生產(chǎn)的危險(xiǎn)系數(shù)，提升各個(gè)環(huán)節(jié)的工作效率與綜合效果。

1 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用價(jià)值

在煤礦機(jī)電中有效運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠依托信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，按照不同設(shè)備的運(yùn)行需求與實(shí)際規(guī)律，設(shè)置程序達(dá)到自動(dòng)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)，其突出作用在于設(shè)備運(yùn)行大大減少了人為因素干擾，煤礦機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)效率大幅度提升。通過(guò)PLC技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)、電子信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，順利實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。其應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 減少安全事故隱患

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，可以降低和有效控制安全事故風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患，很多具有較高危險(xiǎn)性的開(kāi)采活動(dòng)不必工人直接完成，為其人身安全增加了有效保障。開(kāi)采全過(guò)程使用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)提前發(fā)出警報(bào)的方法避免危險(xiǎn)真正發(fā)生，達(dá)到預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)與異常的作用，令安全事故在苗頭階段便被熄滅。

1.2 提高生產(chǎn)能力與效率

人工操作受人體生理極限所限制，機(jī)器操作每間隔一段時(shí)間便需對(duì)操作人員進(jìn)行更換，難以保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電設(shè)備的煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)后，設(shè)備在自動(dòng)管理的運(yùn)行狀態(tài)下效率與生產(chǎn)質(zhì)量更高，解決了人工操作的重復(fù)性勞動(dòng)，讓工作人員可以在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)投入更多精力與實(shí)踐，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率與整體能力。

2 煤礦機(jī)電中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題分析

2.1 工程設(shè)計(jì)有缺陷

煤礦行業(yè)的機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)中，工程設(shè)計(jì)是起著重要作用的前期工作，其開(kāi)展情況一定程度上直接決定了采礦費(fèi)用評(píng)估、設(shè)備安裝、工程進(jìn)度。然而一些煤礦企業(yè)所開(kāi)展的工程設(shè)計(jì)尚有缺陷問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員對(duì)自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)于盲目隨意，難以體現(xiàn)其功能作用，反而增加了開(kāi)采成本，工程設(shè)計(jì)不具備科學(xué)性、合理性，難以順利推進(jìn)開(kāi)采進(jìn)度，給安全事故的發(fā)生增加了風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2.2 尚未完善管理機(jī)制

自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電中實(shí)踐應(yīng)用屬于復(fù)雜性較強(qiáng)、科學(xué)性較高的工作，只有制定出對(duì)應(yīng)的管理機(jī)制，才能夠規(guī)范技術(shù)操作，明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少疏漏。然而在實(shí)際情況中，大部分煤礦企業(yè)尚未完善相關(guān)管理機(jī)制，制度內(nèi)容與機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用需求脫節(jié)，難以發(fā)揮出應(yīng)具備的指導(dǎo)、保障與規(guī)范作用。

2.3 技術(shù)水平落后

一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢地區(qū)的煤礦企業(yè)，目前所采取的機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)水平較低，自動(dòng)化程度落后，仍舊以傳統(tǒng)的人工開(kāi)采技術(shù)為主，限制了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

2.4 安裝存在錯(cuò)誤

有的煤礦企業(yè)在安裝自動(dòng)化技術(shù)控制的機(jī)電設(shè)備時(shí)，發(fā)生錯(cuò)誤或者疏漏問(wèn)題，嚴(yán)重影響了開(kāi)采進(jìn)度、效率與安全性。

2.5 設(shè)備操作困難

盡管自動(dòng)化技術(shù)的引入帶給現(xiàn)代設(shè)備煤礦企業(yè)生產(chǎn)更多便利條件，然而在此過(guò)程中也帶來(lái)了很多挑戰(zhàn)。相較于傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備而言，自動(dòng)化的機(jī)電設(shè)備具有更加復(fù)雜的儀表，在運(yùn)行時(shí)有大量數(shù)據(jù)不斷顯示出來(lái)，想要閱讀并理解數(shù)據(jù)內(nèi)容有一定難度，如果操作人員缺少專(zhuān)業(yè)知識(shí)，則無(wú)法滿足設(shè)備操作崗位的需求。此外，部分自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備性質(zhì)上為高精密設(shè)備類(lèi)型，如果發(fā)生誤操作問(wèn)題，則會(huì)損壞精密零件，引起設(shè)備失靈，嚴(yán)重時(shí)可能造成安全事故。

3 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)策

3.1 礦井提升機(jī)的應(yīng)用

近年，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技水平提升的帶動(dòng)下，依托自動(dòng)化技術(shù)的礦井提升機(jī)不斷升級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)，引入了先進(jìn)的模擬技術(shù)和電子信息技術(shù)，在運(yùn)輸煤炭、設(shè)備、煤礦材料的工作中發(fā)揮出更多優(yōu)勢(shì)與作用，具備了更可靠、更安全的運(yùn)行條件，逐步形成了無(wú)人操控的智能控制系統(tǒng)，自動(dòng)檢測(cè)絞車(chē)液壓站的各個(gè)閥位，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配備掌握設(shè)備狀態(tài)，在發(fā)生礦井提升機(jī)運(yùn)行故障之前通過(guò)檢測(cè)升高溫度、振動(dòng)加劇的方式進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與及時(shí)警報(bào)，系統(tǒng)的移動(dòng)終端得到推送的故障信息，依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況采取對(duì)應(yīng)措施消除故障風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 井下輸送機(jī)的應(yīng)用

將故障定位技術(shù)、狀態(tài)預(yù)警技術(shù)、圖像智能識(shí)別技術(shù)、智能運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用于井下輸送機(jī)，可以達(dá)到機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用效果，避免和控制設(shè)備能耗、磨損以及沖擊，形成崗位無(wú)人的運(yùn)行模式?？刂戚斔蜋C(jī)設(shè)備運(yùn)行的是新型自動(dòng)化集控技術(shù)，通過(guò)全方位智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝和應(yīng)用，避免與解決了煤礦輸送機(jī)設(shè)備運(yùn)行期間的斷裂、打滑、跑偏等問(wèn)題，有異常情況發(fā)生在井下輸送機(jī)設(shè)備時(shí)，該系統(tǒng)可以進(jìn)行聲光報(bào)警，準(zhǔn)確定位故障發(fā)生點(diǎn)，為工作人員進(jìn)行有效補(bǔ)救提供便利條件和可靠參考依據(jù)，將故障問(wèn)題的一手資料提供給接下來(lái)的故障分析工作人員。

3.3 采掘煤礦的應(yīng)用

基于安全生產(chǎn)要求下的煤礦行業(yè)，如何針對(duì)具有較高危險(xiǎn)性的煤礦生產(chǎn)加強(qiáng)安全保障是重中之重的任務(wù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行各種參數(shù)變化，達(dá)到準(zhǔn)確定位三維空間的標(biāo)準(zhǔn)，可以將生產(chǎn)危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)與程度大大降低，自動(dòng)控制運(yùn)輸系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)監(jiān)管設(shè)備開(kāi)機(jī)率與綜掘工作面產(chǎn)生的各種工況數(shù)據(jù)信息，對(duì)支護(hù)、排矸、切割等掘進(jìn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到無(wú)人或者少人的掘進(jìn)工作面創(chuàng)新目標(biāo)。

此外，將電液控技術(shù)應(yīng)用到綜采工作面，引入數(shù)字化地測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)，賦予采煤機(jī)設(shè)備記憶切割功能，實(shí)現(xiàn)采煤工作面的動(dòng)態(tài)建模，保證建模精細(xì)性和準(zhǔn)確性，對(duì)設(shè)備姿態(tài)、速度、軌跡、支架等進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)時(shí)上傳綜采工作面具體狀況，工作人員分析三維地質(zhì)模型，結(jié)合環(huán)境感知系統(tǒng)的反饋信息，超前預(yù)測(cè)工作面可能面臨的災(zāi)害，同時(shí)遠(yuǎn)程診斷設(shè)備故障。

3.4 礦井監(jiān)控的應(yīng)用

將智能化技術(shù)引入礦井安全的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，全方位無(wú)死角監(jiān)控供電、通信、視頻、安全、礦壓、水文等情況，準(zhǔn)確分析災(zāi)害趨勢(shì)，保證預(yù)警的超前性與可靠性，切實(shí)支撐生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。將先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于統(tǒng)一調(diào)度平臺(tái)的建設(shè)中，提升工業(yè)環(huán)網(wǎng)的可靠性，讓整個(gè)井下的生產(chǎn)場(chǎng)所均被覆蓋到，聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到一鍵呼叫、統(tǒng)一調(diào)度的目標(biāo)。此外，將高清工業(yè)電視系統(tǒng)應(yīng)用到礦區(qū)的重點(diǎn)區(qū)域，結(jié)合生產(chǎn)需要做好移動(dòng)無(wú)線攝像機(jī)的配備，提高現(xiàn)場(chǎng)管理的可視化程度與實(shí)時(shí)性，避免信息延誤，向調(diào)度指揮中心統(tǒng)一傳輸聲音、圖像信息，提升對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種信息的采集效率和質(zhì)量。

3.5 無(wú)人值守重要場(chǎng)所

過(guò)去，煤礦開(kāi)采重要場(chǎng)所需要設(shè)置專(zhuān)人到井下大巷完成開(kāi)停皮帶操作，做好井下皮帶管理，將先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用到重要場(chǎng)所后，集控室操作員可以不用值守在重要場(chǎng)所，工作內(nèi)容從現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)皮帶變成點(diǎn)鼠標(biāo)、看電腦，同時(shí)解決了井下職工開(kāi)停皮帶過(guò)程需要十多分鐘打電話溝通的問(wèn)題，為各個(gè)崗點(diǎn)、沿途工作人員的信息溝通提供了高效且便利的通信條件。

例如，過(guò)去的調(diào)度室皮帶管理和監(jiān)控工作中，工作人員僅可看到給煤機(jī)前方2 m多距離情況。在看不清的狀態(tài)下，操作臺(tái)和皮帶控制開(kāi)關(guān)往往僅靠“經(jīng)驗(yàn)”開(kāi)停機(jī)，一旦發(fā)生故障引起停機(jī)，難以了解故障具體原因，必須安排檢修工人深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查看，然后再制定處理方案，整個(gè)過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全系數(shù)差。創(chuàng)新自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用后，所有機(jī)電設(shè)備以自動(dòng)化技術(shù)為鏈接共同構(gòu)成智慧礦井，360°全景視頻監(jiān)控重點(diǎn)崗位、重點(diǎn)區(qū)域，搭建并完善各子系統(tǒng)遠(yuǎn)程集控平臺(tái)，發(fā)揮出各機(jī)電設(shè)備智能聯(lián)控、聯(lián)動(dòng)啟停、遠(yuǎn)程集控等一系列功能，智能巡檢重點(diǎn)設(shè)備，減少崗位工，向著無(wú)人值守目標(biāo)不斷邁進(jìn)。此外，在智能識(shí)別各種信息和故障的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)沉淀狀態(tài)打破，運(yùn)用鋼絲繩芯和膠帶無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)鋼絲繩和膠帶帶面，提升故障診斷水平，自動(dòng)采集煤倉(cāng)倉(cāng)位、運(yùn)行電流、滾筒溫度等各種數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析研判，最終形成全面的“體檢報(bào)告”，給故障的精準(zhǔn)檢修帶來(lái)正確的決策分析。

3.6 智能AI攝像機(jī)的應(yīng)用

將智能AI攝像機(jī)應(yīng)用于機(jī)電工區(qū)集控室，可以對(duì)各機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)有異物、大塊矸石信息顯示出來(lái)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)有“滴滴”報(bào)警聲響起，聯(lián)動(dòng)原煤運(yùn)輸線雜物智能識(shí)別系統(tǒng)與智能AI攝像機(jī)，方便快捷地識(shí)別臟雜物、廢舊錨桿、大塊矸石等異物。

3.7 礦用防爆電器產(chǎn)品的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)與礦用防爆電器產(chǎn)品的結(jié)合，令產(chǎn)品規(guī)格和樣式有了很大擴(kuò)充，涌現(xiàn)出礦用防爆高低壓組合開(kāi)關(guān)、礦用防爆變頻調(diào)速裝置、礦用防爆高低壓軟啟動(dòng)器等新產(chǎn)品，在解決低水平重復(fù)生產(chǎn)、避開(kāi)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)方面具有重要應(yīng)用價(jià)值，助力煤礦企業(yè)在行業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。高附加值、高技術(shù)礦用機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用，讓煤礦企業(yè)順利贏得了市場(chǎng)，從打造本質(zhì)安全的新時(shí)代礦井這一角度來(lái)看，自動(dòng)化、電氣化、機(jī)械化技術(shù)在礦用防爆電器產(chǎn)品中的綜合應(yīng)用也創(chuàng)造了更多社會(huì)效益。

3.8 機(jī)電精益化管理的應(yīng)用

研究現(xiàn)代煤礦企業(yè)的機(jī)電系統(tǒng)不難發(fā)現(xiàn)，具有設(shè)備數(shù)量多、種類(lèi)多、戰(zhàn)線長(zhǎng)、環(huán)節(jié)復(fù)雜的特點(diǎn)，加大了管理難度。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電精益化管理中的應(yīng)用可以對(duì)細(xì)節(jié)嚴(yán)格管控，將機(jī)電管理基礎(chǔ)夯實(shí)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)服務(wù)生產(chǎn)、創(chuàng)新機(jī)電管理的目標(biāo)。根據(jù)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行情況，從實(shí)際管理需求入手，通過(guò)節(jié)能降耗、系統(tǒng)優(yōu)化、人才培養(yǎng)、材料管理、“漏、滴、跑、冒、滴”等方面，構(gòu)建機(jī)電精益化管理體系，保證煤礦機(jī)電系統(tǒng)所有類(lèi)型的技術(shù)密集型關(guān)鍵設(shè)備處于高效安全運(yùn)轉(zhuǎn)中。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)高度發(fā)展，為各個(gè)行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用提供了便利條件，在此背景下，推動(dòng)煤礦機(jī)電對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用勢(shì)在必行。在礦井建設(shè)過(guò)程中，重視并做好煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的升級(jí)、改造以及創(chuàng)新應(yīng)用，是提高煤礦作業(yè)質(zhì)量和效率的有效方法，也是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉媛媛.煤礦機(jī)電設(shè)備智能化維護(hù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].工礦自動(dòng)化，2021，47（7）：79-84.

[2] 張建銳，徐常基.淺談煤礦機(jī)電技術(shù)管理與煤礦安全生產(chǎn)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021，28（3）：45-46.

[3] 張洋.煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2021，40（7）：93-94.