采矿设备自动化的应用研究

董吉成

摘 要：近些年来，由于全球经济一体化趋势的不断增强，随着一些先进矿山设备的引进及国内针对采矿设备的不断研究与创新，一大批新型的自动化采矿设备得到了推广和应用，不仅在很大程度上提高了煤矿的生产效率和煤炭质量，而且节约了大量的能源和人力资源。因此，提高采矿设备的自动化程度对于提高我国煤炭产量、促进我国经济发展方面有着重要的意义。

关键词：采矿设备；自动化；信息化

随着我国高产高效工作面的逐渐增多，煤矿各个工序对设备的要求不断提高，以往以人工为主的简单控制难以满足日益复杂的控制要求。控制技术经历了开关量控制、模拟控制、和数字化控制三个阶段，而数字化控制在提升机、胶带输送机、电控系统中获得了成功的应用，而且具有精确的信息监测、数据采集及处理，是当前控制技术的主要方向。因此，可以看出自动化是采矿设备一个很重要的发展方向，对于煤炭企业的生产及管理也有着至关重要的意义。

一、采矿设备自动化的实际应用

（一）提升机电控系统

提升机在煤炭矿井的生产中是一项十分重要的设备，煤矿的安全生产和提升机的可靠性、安全性和自动化程度密切相关。提升机的监控系统与自动化通过两种方式连接：（1）该提升系统利用OPC方式连接调度管理中心的网络交换机，从而连接到煤矿生产自动化网络上实现调度的目的；（2）提升机监控系统利用Modbus协议来实现与煤矿井自动化系统的连接，从而操作人员可以在调度中心观测提升机的工作情况，以便更好地了解提升机的工作状态，及时维修，保证矿井的正常运行工作。

（二）瓦斯监测系统

瓦斯是煤矿灾害发生的主要因素之一。为了降低事故发生率，有必要对井下瓦斯浓度进行实时的测量。而瓦斯监测监控系统的存在可以较精确地测量出井下瓦斯的濃度，瓦斯监测系统具有以下两项功能：

（1）该监测系统除了能对瓦斯浓度进行监测外，还具备监测位于采煤掘进面处机械设备、水泵等的生产工况参数以及这些设备的电压、电流等电力参数的功能。

（2）瓦斯监测系统可以将监测到的数据以列表的形式显示在大屏幕上，同时为了使工作人员能很直观地观测数据及数据的变化趋势，该系统也可以模拟实时曲线和历史曲线。

（三）智能化露天设备

随着微电子技术和卫星无线通信技术的飞速发展，露天矿设备逐步开始向着自动化的方向发展。首先是车载监控，为使用者提供相关的运行和维护的信息，通过无限通信对设备进行实时的监控。早期的电铲仪表及监控系统是这方面的工作先驱。目前，国外生产的露天矿大型穿孔、装载和运输设备一般都配有车载监控分析系统。第二，GPS定位系统，通过GPS全球卫星定位系统的运用，能够实现科学的微型定位。现阶段，定位精度有了大的提升，可达lm以内，还有精度达到厘米级的高精度系统。第三，矿山调度系统，全面提供实时数据和前期生产数据。另外，如果将矿山调度系统与卫星定位主系统连接，进行实时的设备监控。

（四）铲运机技术

自动化技术在铲运机的设计中也得到了广泛的应用。比如遥控铲运机技术及借助控制导线实现铲运机的运行控制技术。此种控制技术的原理是利用埋设在运输道路上的控制导线测定铲运机的行驶位置和速度，通过将取得的数据与计算机里面的设定数据进行比较，然后将相应指令通过无线电发送给铲运机，操作人员通过视频监控器监控铲运机作业状态。还可以在铲运机上装有摄像机和接收装置，铲运机在摄像机的引导下沿着巷道顶板和边帮上的白色条带运行，自动完成行使工作。装载和卸载则由操作人员在控制室内进行遥控作业。

二、煤矿设备自动化的主要意义

（一）提高煤炭生产率和煤炭质量

煤矿设备的自动化能使信息的检测、数据采集及处理更为精确，所采取的控制策略更为优化，这使得工作人员可以让设备在较好的状态下运行，从而提高设备的运行效率，达到提高煤炭生产率和煤炭质量的目的。

（二）提高生产设备的可靠性和生产过程的安全性

由于煤炭产业自身的特点，作业环境复杂，生产连续性，高危险性等，煤矿生产设备的安全性和可靠性具有非常重要的意义。现代自动化装备的硬件系统采用高度集成化的电子器件、专用集成芯片及计算机，大大提高了硬件的可靠性。而且软件的灵活性允许在系统中设置各种控制、故障监测和诊断程序，形成一个完善的自动化系统，其控制功能与状态监测、故障保护功能紧密结合，从而保证了自动化系统的高度可靠性，实行离机操作，对煤矿的安全生产具有特殊的意义。

（三）在保证生产的前提下节约能源、节省劳动力资源

合理的自动化系统可以实现设备的软启动、平滑调速、恒减速制动等，从而可以达到降低设备的机、电应力，优化运行状态和周期及减少运行损耗的目的。同时，采用大量的节能型机电装置，如高效电动机、高效风机等设备，可以达到节能的目的，取得较好的经济效益。

三、结语

自动化是采矿设备的一个发展趋势，文章通过论述分析主要采矿设备的自动化应用现状及发展方向、主要意义，说明采矿设备的自动化技术在提高煤炭生产率、增加安全性、降低成本等方面有着重要作用，特别是对于高危作业具有更大的优越性。因此，对于采矿技术的深入研究，提高采矿设备的自动化程度在提高我国能源产量、促进我国经济发展方面有着重要的意义。

参考文献：

[1]杨金波，谷裕.煤矿自动化设备的技术的应用及其意义[J].甘肃科技，2005，21（3）：131-132.