煤矿机械工程智能化的发展与应用分析

2020-12-08

魅力中国 2020年5期

（平顶山天安煤业股份有限公司安全培训中心，河南平顶山 467000）

引言

煤炭是社会发展的资源保障之一，对其进行有效的开采，能够为国家经济的发展产生很大的推动作用，特别是在当前阶段，国家经济快速发展，对于煤炭资源的需求也越来越大，而这就需要煤炭企业对自身生产力进行不断的提升，以此来保证社会资源的有效供应，而这种目标的实现，要求煤炭企业对自身的科技水平进行不断的提升，通过对煤矿机械工程加强智能化建设，有效提高自身的生产能力，只有如此，才能使社会发展需求得到有效的满足，因此，针对煤矿机械工程智能化的发展与应用进行深入的研究是很有必要的。

一、煤矿机械工程发展现状

改革开放依赖，我国煤矿机械工程体系不断得到健全，在这个过程中，煤矿机械技术日益成熟，其生产体系的发展速度非常快。但相比于发达国家，我国生产设备的应用技术依旧比较落后，与其他的发达国家技术存在较大的差距，在短时间内，我国的煤矿机械技术依旧是比较落后的。随着社会经济的不断发展，社会各界对煤炭能源的需求量不断增多，这对煤矿的硬件配置技术及开采技术提出了更高的要求，需要更新煤炭开采核心技术、设计理论、技术标准等，完善煤矿机械工程工作体系，解决机械工程智能化发展过程中的问题。

二、煤矿机械工程智能化发展中的相关问题

（一）机械设备较为复杂

通常煤炭开采规模相对较大，而用于煤炭开采的各项机械往往具有体积庞大和结构复杂的特点，但在煤矿开采期间，由于煤矿矿井空间有限，机械设备过于庞大，在这种狭窄的矿井当中难以保证作业的灵活性，从而对煤矿开采的效率造成了严重的影响，同时也影响了机械利用率的充分发挥。此外，由于开采环境较为复杂，各种环境因素容易对煤矿机械产生不利影响，从而缩短煤矿机械的使用寿命，导致企业生产成本被加大。

（二）煤矿机械智能化水平不高

随着社会的发展，科学技术在各领域当中的应用越来越广泛，但对于煤矿生产而言，虽然在机械设备方面应用了诸多高新技术，但在智能化生产方面仍然处在初期阶段，相比于西方发达国家，我国煤矿机械的智能化水平还相对较低，仅在一些小型仪器当中落实了智能化建设，而仍有很多主要生产机械还存在智能化水平不高的情况，甚至部分工作还需要人工操作来完成，这不仅会对各项资源造成严重的浪费，同时还会降低煤炭资源的生产效率。

三、煤矿机械工程智能化应用分析

（一）采掘方面的机械工程智能化应用

电牵引驱动系统属于当前煤矿机械工程中较为常用的采掘机，使用效果较好。此系统可以确保足够的采掘动力，且提升了装机功率，提高了机械设备的工作效率。在故障诊断与计算机技术方面，采掘技术智能化主要以计算机技术为核心，采用了传感器故障诊断辅助模式，可以精准诊断故障问题，提升了工作效率。由此看出，点牵引技术在煤炭行业得到了一定普及，并在记忆割煤以及煤岩识别等方面也得到了长远发展。同时，采掘设备还采用了遥控与远控技术，随着煤炭开采技术要求的不断提升，为了确保操作人员安全，应可以远距离操作与驾驶机器，工作人员应在设备工作环境外，通过操作遥控手柄完成采掘。对此，应为采掘设备安装遥控控制系统，其主要由遥控发射器、遥控接收器、PLC控制器以及人机界面等组成。通过遥控操作，工作人员可以及时了解系统的运行情况，以便进行后续的控制工作。

（二）煤炭运输方面的机械工程智能化应用

当前煤矿开采效率不断提升，其在运输方面也增添了多项要求。在大型煤矿开采过程中，企业运输煤炭时往往采用胶带运输机，为了确保带式运输机可以实现连续可调，应为其使用中压变频驱动控制技术，以确保其在低速状态下也可以平稳启动。为了确保运输机的稳定运行，应为其安装液压自控张紧装置，确保其在张力变化情况下自动调节张力与行程。除此之外，运输期间也经常使用刮板运输机，为了及时了解运输情况，应为运输机安装工况监测系统，机头采用交叉侧卸布置方式，机尾采用自动伸缩装置，在降低故障发生几率的基础上延长设备的使用寿命。为了提升焊接质量水平，确保运输机稳定可靠运行，企业还应利用机器人自动焊接中槽部。

（三）煤矿救灾机器人

由于井下煤矿作业容易发生事故，而且作业环境复杂，因此研发煤矿救灾机器人，全部或者部分替代作业人员深入矿井灾区，进行搜救工作及环境探测具有重要意义。这类机器人技术在国外已有较多研究，主要采用激光扫描装置、红外成像装置或摄像机进行导航与控制，采用光纤通信，由充电电池提供电源。我国首台煤矿救灾机器人由中国矿业大学研制成功。这台机器人安装有温度、气体传感器及摄像机等设备，采用无线网络通信和双向语音对讲通信，具有实时探测并回传图像功能，同时也能携带救灾物资。目前，全球煤矿救灾机器人只是初步使用，效果并不太理想，只能对有限的巷道进行探测救灾，不过，这类煤矿救灾机器人对代替煤矿井下救灾人员并预防二次灾害而言，有重要价值。