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煤矿自动化设备的技术的应用及意义秦波

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：秦波

[导读] 煤矿自动化设备技术的应用所包含的范围极广，对电子技术的应用、机电一体化及其控制理论的应用都包含在其中。在当前的时代背景下，加紧对数字化控制系统的研究，发展节能型自动化控制系统、生产系统，实现矿井自动化，不断满足现代化矿井发展所需的技术需要，是煤矿自动化技术发展的必然趋势。

重庆市中煤科工集团重庆研究院有限公司秦波单位邮编：400039

摘要：煤矿自动化设备技术的应用所包含的范围极广，对电子技术的应用、机电一体化及其控制理论的应用都包含在其中。在当前的时代背景下，加紧对数字化控制系统的研究，发展节能型自动化控制系统、生产系统，实现矿井自动化，不断满足现代化矿井发展所需的技术需要，是煤矿自动化技术发展的必然趋势。
关键词：煤矿；自动化设备；技术应用
        1煤矿自动化技术应用的范围
        1.1电子技术
        电子技术，指的就是将电子器件在各个科技领域中加以应用的技术，微电子技术和电力电子技术是现代电子技术中的两种主要类型。电子器件反应速度较快、具有较高的灵敏度，使用起来极其方便，以其为基础的微电子技术及相关应用得到了迅速的应用及发展。随着电子技术的不断发展与应用，其在现代化生产中也逐渐起到了不可替代的重要作用。在煤矿的监控系统以及自动化设备的应用过程中，很多方面都涉及了信息的收集、检测、传输以及处理等内容；而煤矿在生产过程中也要对功率较大的设备，如采、掘、运、提、通风以及排水等设备，进行功率以及转速等方面的控制，这些都需要以对电子技术的合理利用与开发为基础，因此，煤炭企业必须要对电子技术提起相当的重视。
        1.2机电一体化技术
        机电一体化技术是将电子技术同机械运行技术相结合生成的一种新的控制技术。机电一体化技术的机械系统，指的是将电子技术应用到机械控制系统以及机械相关功能中，让机械装置与电子技术能够实现有机结合，产生的新系统可以实现自动化控制。在煤矿生产过程中，应用机电一体化技术，可以让机械的传动、链接等通过电力电子器件以及电子控制驱动来完成指定动作。如此一来，便可以对一些操作复杂的机械进行结构简化，同时提高操作效率和工作质量。总而言之，在煤矿自动化设备中，机电一体化技术有着不可替代的作用，常见的矿用开关电器以及提升机等设备中，都有机电一体化技术的应用，大幅度地提高了煤矿自动化水平，提升了煤矿企业的经济效益。
        1.3控制理论
        控制理论的应用密切关系着煤矿的生产现代化。控制理论不仅是指近代控制理论，也就是为研究动态系统运动状态的理论，其同时也包含了与自动化系统直接相关的、随着自动化技术不断发展而形成的理论体系，包括半导体变流技术、微型机控制技术等。科学技术与生产手段的现代化过程中持续出现着新的要求与问题，这些都对控制理论的发展有着促进作用；与此同时，控制理论的发展也在推动着科学技术与生产水平的进步。
        煤矿的自动化设备包括生产器械、驱动设备以及控制装置等。目前煤矿的控制装置基本已经实现了数字化，完成了向现代自动化控制设备的转变，电子技术和计算机技术是数字化控制的基础，控制理论则是控制策略的依据。而电力驱动则是指煤矿的动力系统驱动功率主要靠电动机提供，其中现代交流和直流驱动系统，尤其是交流变频调速系统和串级调速系统中都通过对变流装置的利用来达到能量的转换。
        2煤矿自动化设备应用的作用以及意义
        2.1有利于保证设备的安全性和可靠性
        矿产作业具有生产连续性、作业环境复杂等特点，这要求投入使用的设备必须要能够在生产作业中保持高度的安全可靠性。但再高端的设备在长时间的运行过程中，也会出现各种各样的故障问题，影响到生产效率和质量。对于煤矿生产来讲，如果设备在运行过程中存在大的故障隐患，有可能在作业中发生大的事故，造成巨大的经济损失。所以要对煤矿自动化设备进行定期的检修维护，通过检查设备的运行速度、温度以及其螺丝固定情况、传动胶带的运行状态、液压油以及冷却液容量、用电情况等，确定设备不会“带病”工作。

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除此之外，现代化自动设备中，其软硬件都具有高度灵活性和可靠性，可以对运行中的设备进行状态监测，实现故障自动诊断和控制，因此可以将设备自动化技术应用到设备的检修工作中，能够有效提升设备运行的安全可靠性。
        2.2有利于煤矿生产效率以及生产质量的提高
        当前我国要求煤矿生产更为高效与高质，这就对煤矿生产设备提出了更高程度的要求，其技术水平不断提高，对其的控制也日趋复杂，过去以人为主的操控方式已经逐渐满足不了煤矿设备的操作需求。煤矿自动化设备的应用则很好地解决了这一问题，健全的自动化系统可以较为智能地实现精准的信息监测、数据收集和处理，从而实现控制策略的优化，使生产设备能够在较为理想的状态下生产。
        2.3有利于节约能源
        在煤矿生产中，很多设备在更换下来后，其材料以及配件都可以采取维修手段来恢复性能，通过这种方式，在极大地降低物资采购成本、节约资源的同时，能够让物资得到充分地利用，避免浪费，为企业创造出更高的经济效益。除此之外，在煤矿生产过程中应用自动化设备技术，可以借助自动化系统来对设备运行进行有效调节，优化设备的运行负荷，实现设备软启动以及调速的平滑过渡，能够有效减轻变化过程中电流对设备造成的冲击，降低运行损耗，同时也能够节省设备的维修成本。应用自动化设备和技术，可以在提高设备运行效率的同时，保证设备的安全稳定，还能做到节约能源，一举多得。
        3煤矿自动化应用发展趋势
        3.1煤矿采掘机械自动化
        煤矿开采环境及开采强度均对煤矿采掘机械设备提出了更高的要求，自动化控制、无人化的工作面采煤是煤矿自动化未来发展的趋势和目标。采掘机自动化是通过计算机控制采掘机械的运行，结合开采环境的具体参数，对采煤机、支架、运输设备进行合理配置，以确保设备的安全运行，提高机械利用率。为实现采掘机械自动化，应加强工作面设备的可靠性、安全性；提高采掘技术、现场勘测技术，以确保煤矿自动化发展的安全性、高效性。
        3.2监控系统的发展
        煤矿远程控制中心借助中心集控软件可以监视矿井内各个设备的运行状态，采用权限的监控分布结构，将存储的信息进行合理划分，不仅可以提高数据的精准，还可以减轻数据库的工作量，但高强度的开采有待进一步研究开采，真正实现自动化控制，实现无人化管理是未来煤矿发展的主要方向，未来的矿井自动化是企业发展的主要方向，建立合理的监控自动化发展，满足煤矿的自动化需求。
        3.3现场信息的高度集成
        现场设备相应数据参数的集成度是影响过程控制系统远控时的关键性因素。当前自动化控制系统仅能实现部分生产自动化，无法真正实现远程监控目的的智能化。若利用传感设备对煤矿生产现场的设备信息进行有效集中采集，并利用相关执行机构对该设备进行控制管理，然后将采集进行集中传输，最后进入到相关的监控系统中，通过专业的监控软件及计算机硬件来实现对煤矿生产的自动化管理及控制。自动化设备使煤矿生产由传统粗放型模式转向高效集约型模式，是煤矿企业未来发展的必然趋势，也是必经之路。
        结语：
        自动化设备的应用，给矿井生产带来了巨大的便利，但任何的先进设备在投入使用过程中，都会凸显出缺陷和不足，企业应该正视这种情况，积极制定相关的方案来对设备运行中的问题进行妥善解决，同时还要做好设备的故障预防，在推动煤矿整体自动化生产的过程中，还要保障生产的效率、质量，不断提高安全可靠性，这样才能够进一步促进国民经济的发展。
参考文献：
[1]石俊.机械自动化技术在煤矿生产中的应用及发展[J].科技与企业，2014,16:270.
[2]张慧博.煤矿自动化发展问题的几点思考[J].科技与企业，2014,03:101.
[3]王猛.浅析煤矿自动化发展现状和应对策略[J].科技与企业，2014,05:116.
[4]郭永华.煤矿自动化的发展趋势研究[J].能源与节能，2014,06:8-10.