自动化技术在煤矿采煤中的应用

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年4月第10期   作者:梅锦华
[导读] 近年来,我国对煤矿资源的需求不断增加,煤矿采煤技术有了很大进展。
        梅锦华
        国家能源集团神东寸草塔二矿 内蒙古鄂尔多斯市 017209
        摘要:近年来,我国对煤矿资源的需求不断增加,煤矿采煤技术有了很大进展。当前居民生活和社会生产对煤矿资源的需求量持续增加,也带动了我国煤矿行业的快速发展。采煤技术逐渐趋于自动化方向发展,通过引入自动化技术能够降低企业人力资源投入成本,提升煤矿开采的效率和质量,避免发生安全事故,对促进煤矿行业的自动化和现代化发展具有现实意义。
        关键词:自动化技术;煤矿采煤;应用
        引言
        所谓自动化技术,就是指在没有人为直接干预的情况下,机器按照预定程和指令自动进行操作或者控制的过程。近年来,我国煤炭采矿工作环境得到改善,目前在煤矿开采中较为常用的设备是采煤机以及综采配套设备,相关人员应该综合考虑现场情况和技术条件,采用科学合理的方式,研制适用于不同深度煤层的自动化开采工艺,以期实现我国煤炭开采的安全、持续和高效。
        1煤矿机电自动化控制技术
        当前的自动化控制技术的应用,实际上是根据网络信息系统的电子逻辑运算,而将功能做出实现。在煤矿机电设备的整体控制方面可以通过编程逻辑控制器,根据不同的电子装置,存储器等来进行,逻辑运算顺序运算等不同的指令实现。可以很好的将不同信息进行收集分析,并且及时作出处理,最终再根据操作指令将设备的运行进行控制。从最基础的结构上来看煤矿,机电自动化控制装置主要包括有处理器输入输出模块、存储器、电源等多个部分;还需要一些地址总线、电源总线等来将不同的模块进行连接装配,再通过数据交换来将不同的功能作出实现;将很多装置和各种煤矿的系统进行结合,可以将系统当中存在的各个设备做出统一管控。
        2自动化技术在煤矿开采中的应用
        2.1机械自动化在采煤中应用场景分析
        当前机械自动化在煤矿开采中的掘进、提升、运输等主要环节均有所应用;在煤矿掘进环节中应用机械自动化技术能有效提升掘进设备的工作效率,操作人员通过远程控制实现对掘进机的远程操作,在增强掘进机工作协调性的同时为后续开采工作的开展奠定良好基础。工作效率的提升则意味着经济效益的贡献,自动化技术的应用则从初始阶段为煤矿企业节省大量成本。在采煤场景中应用机械化技术则是优化采煤体系的核心手段,采煤体系中应用到多种自动化技术,如煤矿员工通过信息化体系实时掌握煤炭开采现场的运转状况,且开采现场中所有设备的工作状况均可以通过传感器组件实时传输到安全生产部门,为部门制定有效合理的安全生产计划提供第一手数据。当前诸多煤炭企业对煤炭的开采多采用牵引机设备,生产部门通过遥控设施远程操作牵引机并完成规定量的煤矿开采任务,显著提升采煤效率并实现真正意义上的无人自动化采煤。需要指出无人采煤专用设施的工作性能优良且能够适应极为复杂的生产场景。生产部门通过程序实现对牵引机的远程控制,牵引机能够按照控制端所发出的程序指令规范操作,对提升采煤行为控制能力大有裨益。当前煤炭运输环节也基本实现了机械自动化处理,传统生产模式中对煤炭的运输需要人工亲力亲为,不仅装车运输效率低且容易造成生产事故等恶性事件。将传送带等自动化设备应用到煤炭类企业的运输环节中则对提升煤炭运输效率作用明显,且自动化的传输模式同样能降低对煤炭运输工人的依赖性,在扩展运输工作理论实践的同时落实安全生产理念。
        2.2自动化技术在远程控制中的应用
        (1)全自动无盲区视频监视系统,能够全面查看采煤现场、自动传输、数据通讯。(2)低照度视频监视技术,视频摄像镜头即使位于起那个污染环境,也能清晰获取视频和图像,且不受粉尘、煤尘污染。(3)自动控制采煤机,采煤机能够自主定位、自主调整割煤速度、远程监控等。(4)煤矿无人化控制系统,通过远程监控、故障保护等监控采煤机运行状态。

其中,全自动化无盲区视频监视系统的应用,切实解决了现有煤矿工作面监视效果差、监视工作条件恶劣的问题,使煤矿井下综采工作面的采煤过程变得可见、可控,为煤矿的安全高效生产提供帮助。
        2.3远程遥控技术
        为了实现中国采煤技术的全面智能化,还需要匹配相应的远程遥控技术。由于煤炭行业的特殊性及其设备运行环境的危险性,在设计智能化采煤生产远程遥控的过程中,需着重强调以采煤机的记忆切割技术为主、人工远程干预为辅。只有提高采煤机及控制系统的底层逻辑,确保液压支架能完成跟随采煤机的自动动作及采煤运输设备能高度集中化自动化控制,同时匹配相应的智能感知、智能监控系统,对采煤工作面实现全面的网络通信遥控。
        2.4在煤矿储运设备中的应用
        在煤矿开采工作完成后,还需要将其运输到指定地点,从以往工作的实际情况来看,一旦储运设备出现故障,就会影响整体的工作效率,自动化控制技术的应用,能够提升储运设备运行的稳定性和安全性,强化运输效率。就目前我国煤矿行业储运系统发展的实际情况来看,西门子PC7S系统的应用较为广泛,能够在实现设备集中管理的同时,对设备各个功能进行有效区分。现场总线技术是系统通讯中常采用的方式之一,能在环境恶劣、信号差的地区完成通信,加强各个部门之间的联系,使设备稳定性得到有效保障。在井下胶带输送机运行的过程中,利用自动化技术对其进行有效控制,能够增加制动力;在先进设备的应用背景下,能够将各项设备的运行参数控制在合理范围之内,从而进一步提升工作效率。如果胶带运输机发生故障,监控系统能够及时发现,实现立即停车,保证安全性,也减少安全事故发生的几率。
        2.5矿井安全监控系统中自动化技术的应用
        在当前我们国家很多煤矿企业,他们都在矿井之下建立了对应的监测系统,整个系统当中也运用了自动化技术,监测系统的实际功能相对比较完善,可以在整个安全系统管控内容当中做出有效的监测。比如说对于工作人员的监控,对设备运行状况的监控,对有害气体含量产生的监控,以及对于电网实际应用情况的监控等。在确保了操作工作人员安全的同时,也将工作变的最大限度化,能够将煤矿资源的实际开采效率大大进行提高。在矿井安全监控系统当中,应用自动化技术不仅能够实时监测井下工作人员的实际工作状况,如果发生了安全问题或者安全事故产生也能够及时的发出报警提示。尽可能的将施工工作人员的人身安全进行保障,整个系统还会对可能会发生的风险作出提前预估,而且做好一系列风险预防的措施,确保了煤矿开采不同环节当中的各项工作能够顺利进行。如果出现了安全问题,整个监控系统也能够在第一时间实施营救方案,将正处于危险环境当中的工作人员及时进行急救。
        结语
        综上所述,机械自动化技术在煤矿生产中的广泛应用标志着我国煤炭行业步入新的发展阶段;各煤矿企业在开展机械自动化生产的同时应当秉承创新变革理念,通过不断优化自动化生产过程达到提升设备利用价值、提升生产效率的目的。
        参考文献
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