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综合机械化和机电一体化在煤矿开采中应用初探

发表时间：2021/8/10 来源：《城市建设》2021年8月下16期作者：郭月卫

[导读] 随着科学技术的不断发展，我国的矿山开采效率正在不断提升，很多开采环节都已经逐渐实现了自动化与智能化。作为重要的国家战略能源，煤炭向来受到各界重视，煤矿开采属于各界关注的焦点，综合机械化和机电一体化的相关探索便属于其中代表。

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摘要：随着科学技术的不断发展，我国的矿山开采效率正在不断提升，很多开采环节都已经逐渐实现了自动化与智能化。作为重要的国家战略能源，煤炭向来受到各界重视，煤矿开采属于各界关注的焦点，综合机械化和机电一体化的相关探索便属于其中代表。基于此，本文将简单分析煤矿开采中综合机械化和机电一体化的应用路径，深入探讨综合机械化和机电一体化的具体应用，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。
关键词：综合机械化；机电一体化；煤矿开采；应用初探
        引言
        煤炭作为我国能源体系中的重要组成部分，也为其行业发展带来了很多机遇和挑战，保证煤炭资源供给的持续性和稳定性。但在保障煤炭企业经济效益的同时，也要关注煤炭开采的效率和质量。其中自动化技术作为一项前沿技术，在煤矿综采工作面的应用，为煤矿行业的进一步发展创造了良好条件。
        1机电一体化技术在煤炭机械中的应用价值分析
        ①可有效提高开采效率。在未应用机电一体化技术之前，我国的煤炭开采主要依靠人工操作机械，不仅工作效率难以保证，而且还很容易出现人为失误，造成不必要的损失，使得开采效率无法有效提升。在应用机电一体化技术后，煤炭机械的使用繁琐程度被极大简化，数控控制系统可以自动控制一些重复性动作，将人工从繁琐的工作中解放出来，这可有效降低人工成本，促使机械发挥出最大的机械性能。与此同时，随着机电一体化技术的广泛应用，煤炭的开采难度也在不断下降，可以实现对一些更深领域的开采，由于高度自动化的机械设备能够适应非常复杂的施工环境，这不仅可以有效保证工人的生命安全，同时也可进一步降低开采成本、提高开采效率。②提高矿产开采的安全性。在过去对煤炭进行开采时，由于无法保证机械性能的稳定性，所以一些复杂的开采工作都需要人工进行手动完成，由于煤炭开采需要面临极其复杂的外界环境，很容易引发开采事故，对工人的生命安全带来极大威胁。随着技术的不断进步与完善，各种高度智能化与自动化的机械设备逐渐应用到开采过程中，可以取代人工在各种复杂的环境下从事危险性工作，极大的保证了矿产开采的安全性。③降低能耗。煤炭机械设备在运行过程中需要消耗大量能源，如何有效降低能源消耗率也是一直困扰我国矿产开采的难题之一。煤炭机械设备在运行过程中离不开电力的支持，但是机械在运行过程中经常会存在着一些做无用功的情况，电能也被随之消耗。而应用机电一体化数控技术，可以精准操作机械，减少不必要的操作程序，可最大程度的避免机械做无用功，因此可有效降低能耗，节省资源。
        2综合机械化和机电一体化在煤矿开采中应用
        2.1综合机械化的应用
        综合机械化采煤属于现阶段应用最广泛的采煤工艺，主要生产环节的全部机械化可由此实现，这对煤矿开采的人力参与减少、劳动效率提升能够带来积极影响。

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高效、高产集中化生产属于煤矿开采发展方向，综采工作面单产的提高属于这一发展的前提，高产高效的工作面需设法实现高度集中化生产，具体可从采煤机有效开机率和开采强度提升入手，如增加出煤点、提高配套设备小时生产能力、提高生产系统及设备可靠性、减少辅助工序，如采用新型综采装备、单一长壁综采工作面。新型综采装备具备能力大特点，如电牵引采煤机（＞800kW）具备1000-1200t以上的小时生产能力，转载机、运输机、破碎机具备500-2000t以上的小时生产能力。此外，综合机械化的采煤机还能够实现自动调高，辅以电液控制的液压支架，自动控制的液压支架、刮板输送机、采煤机可更好服务于煤矿生产。近年来我国综合机械化采煤工艺的进步显著，这种进步在长壁综采、短壁综采、薄煤层综采中均有着直观体现。以薄煤层综采为例，受煤矿超强度开采和综合机械化程度提升影响，很多煤层因开采条件较好而不断枯竭，薄煤层这一在我国煤矿储量中占比较大的煤层的开采开始受到广泛重视，综合机械化开采的相关探索也随之涌现。作为典型的难采煤层，以往薄煤层综采存在相对较低的机械化水平，较小的人员活动空间、较薄的煤层对采煤方法选择也提出了较高挑战，传统采煤工艺的应用往往存在安全性差、产量低等不足，这种不足的应对必须得到综合机械化开采的支持，以此实现综采经济效益提升、应用范围扩大，高产高效的煤矿生产也能够更好开展。
        2.2一体化技术的运用
        当前时期下，煤矿企业在经营生产过程中，想要在激烈的市场竞争中获得有利的一块立足之地，从而实现效益增长经营目标，就必须从技术运用层面不断进行创新发展，且在生产期间积极运用机电一体化技术，替换掉传统且落后的生产技术。期间，可通过机电一体化技术使用，完成矿下开采和下井工作，此时无须执行人工下井流程，而是直接利用先进的机电机械设备，就可完成井下的无人开采作业任务，此过程中，煤矿开采工作人员仅需在计算机前通过针对矿下的机电一体化技术操作状况进行监督，就可针对矿下各类机械设备进行装置调整或是参数重设处理，促使设备运行至固定采矿点完成作业，做到无人采矿工作开展的有的放矢。例如，煤矿企业在进行矿下开采时，就可将PLC这一先进机电一体化技术应用于开采作业过程中，实现更深地区开采目标的同时，在人力投用数量方面也更少，且可于短时间内完成超出人工开采一倍以上开采量。此外，将PLC机电一体化技术应用煤矿无人开采作业中，还能够有效帮助作业人员减少开采负担及压力，促使作业人员避免掉传统作业之时所必需面临的作业危险隐患，达到保障所有员工安全的同时，对于矿下作业事故率的降低也能够起到显著的促进效果，最终为煤矿生产企业的经济效益增长以及市场竞争水平优化起到促进效用。
        结语
        综上所述，综合机械化和机电一体化在煤矿开采中的应用能够发挥重要作用。在此基础上，本文涉及的综合机械化的应用、机电一体化的应用、相关案例，则直观展示了综合机械化和机电一体化的应用路径。为更好服务于煤矿开采，软硬件设备的科学选择、煤矿机械设备安全性能的进一步提升、煤矿机电的实时管理同样需要得到重视。
参考文献
[1]董江涛.机电一体化在机械采煤中的应用与发展分析[J].石化技术,2020,27(04):201+300.
[2]王润平.煤矿综合机械化的应用探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(18):43-44.
[3]王文亮.综合机械化和机电一体化在煤矿开采中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(13):108.