自动化技术在煤矿开采中的应用研究

娄立伟 杨世昌

摘要：随着科技的不断发展，自动化技术得到了广泛的应用，其中自动化技术就被广泛应用到煤矿开采过程中，其不仅仅实现了提升煤矿生产效率，也提升了煤矿生产的安全性。本文在探讨煤矿开采应用自动化技术必要性的基础上，从实际出发论述了在开采过程中自动化技术的应用。

关键词：自动化;煤矿开采;应用

引言

隨着科技的不断进步，自动化技术在各行各业中的应用已经非常广泛。在煤矿开采中，自动化设备同样发挥了重要的作用，自动化取代人工作业，能够大幅降低对人身安全的威胁;同时自动化设备的应用也让作业效率大幅提升。当前，自动化技术已经在煤矿开采中的众多作业环节有深入应用，为煤矿企业带来更好的经济效益。

一、煤矿采煤应用自动化技术的必要性

自动化技术是在网络技术和智能技术的基础上发展而来的，结合了两者的工作优势，并且在功能上具备多样化的特点，随着我国煤矿行业发展的程度迅速提升，原本控制系统的工作能力已经不能满足当下工作的实际需求，也就使得控制系统朝着集成化、自动化的方向不断进行着发展。不仅仅在自动化技术的应用过程中可以实现各个环节的高效控制与生产，还可以在整体过程的监管方面起到良好的作用。煤炭资源储存在地下，在其开采的过程中本身具有着一定的危险性，并且地下作业环境的复杂程度高，就使得在生产的过程中对于煤炭行业提出了更高的工作的要求，尤其是在安全生产方面。应用了自动化技术对于煤炭生产的全过程进行高效的监管与控制的工作，可以使得煤矿系统的安全运行程度大大提升，保证采煤的安全性与效率。

二、自动化技术在煤矿开采中应用的优势

1.提高煤矿开采安全性

拿过去的煤矿生产来说，机械设备自动化水平不高，许多危险的勘探和开采作业不得不人为操作，大大增加了煤矿开采的风险，这就不可避免地导致了许多煤矿安全事故频发，造成灾难。随着自动化水平不断提高，采矿过程逐步得到补充，采矿生产系统和设备迅速升级，采矿和采矿新技术不断扩大和应用，在一些煤矿中能耗低，安全可靠。我们已经开始对底层安全系统实施优化和适应措施。由于自动化系统合理，设备齐全，风量满足，稳定性高，为高产、高效以及安全生产提供了强有力的支持。

2.提高效率，减少投入

采煤量一般很大，但当人工完成如此大量的人工时，工作时间和人力成本都会增加，随着煤层的加深，开采难度增加，人工开采效率逐渐降低。与人工开采相比，采用自动化机械开采煤炭，不仅准确测量和开采煤炭，而且显著降低了劳动者的劳动强度。

3.资源充分利用

众所周知，我国土地资源丰富、煤矿资源丰富，在许多地区都有良好的煤层。但由于基础设施缺失、开采技术不完善、机器自动化效率低等原因导致难以开采几条薄煤层。自动化技术的应用有效地解决了这一问题，很大程度上提高了我国煤炭资源的利用率。

三、自动化技术在煤矿开采中的具体应用

1.皮带运输机系统

煤矿生产体系中的皮带运输机，在很大程度上决定了工作面出煤量，所以也是重要的管理对象。在过去的工作环境中，需要指定专人来管理和监控皮带运输机，以确保其处于正常运转的状态。但是这种人工管理，往往都是故障已经发生才能被发现，既无法做到防患于未然，也不能迅速判断故障原因，所以依然浪费了大量的时间，影响了煤矿的生产效率。在皮带运输机系统中，应用PLC控制技术，能够非常有效的改善上述状况。首先，PLC控制技术的应用，实现了皮带运输机的在线检测和远程控制，这样在其运行过程中不但不需要有人值守，而且当出现皮带跑偏、打滑等故障隐患时，系统就能够发出报警并提示故障，技术人员尽快针对故障实施维护。另外，自动化技术的应用还可以基于皮带机的承重力，调整电机功率，从而达到节约能源的目的。

2.在安全管理中的应用

为了保障煤矿的安全生产，需要监测煤矿井下的一些数据，将这些现场实测数据与规定的数据进行对比，是煤矿安全管理的内容。煤是由动植物遗体演变而成的一种矿物，在开采时成煤作用中形成的瓦斯会逸出。瓦斯的主要成分是CH4（甲烷），当空气中的CH4达到一定浓度时，遇到明火就会发生爆炸。瓦斯爆炸是煤矿安全的头号杀手，监测瓦斯浓度是煤矿安全工作的重中之重。在过去，安全员需要拿着瓦斯探头去现场直接测量瓦斯浓度，并记录下来，通常安全员要走完矿井的大部分巷道，工作时间非常长，而且采集的数据量非常少，矿井瓦斯防治的效率非常低，不能有效地防治煤矿安全事故。现在，通过在巷道的某些位置安装瓦斯传感器，应用一些局域网技术或无线通信技术，就可以实现对煤矿井下瓦斯浓度的全天候自动监测;与此同时，通过一些数据处理算法可以对瓦斯异常进行判断，若井下瓦斯浓度超标，会通过瓦斯探头向井下发出报警，并切断生产工作面的电源，这样可以将瓦斯灾害事故造成的影响降到最低。通过自动化技术的应用可以实现对矿井运行情况的在线监测，极大地提高了煤矿生产安全管理的效率。

3.采煤挖掘

许多自动化技术，如挖掘机自动照明系统、机电传动系统、液压控制系统和控制箱等，用于煤矿机械操作。通过提高和提高生产速度，可以有效地降低工人的劳动强度，降低开采成本，提高经济效益，改善矿山的劳动条件。挖掘是煤矿开采的开始，挖掘的开展直接影响着随后整个采矿活动的进行。开挖速度决定了后续作业的效率，采用挖掘机械自动化是保证开挖工作高效进行的重要前提，只有有效地做好其他后续作业才能有强有力的保证。所以隧道的自动化挖掘工作对于整个采矿过程具有重要的价值。自动化技术应用于挖掘过程中首先使用的就是这种装备有安全开关的井筒，配合井下照明设备液压控制系统，有效地实现掘进工作的自动化，为后续的掘进工作打下坚实的基础。

采煤是煤矿生产的一项主要工作，在传统的采煤过程中，工作人员必须随时到井下修理机器，以达到提高采煤效率的目的，对人力需求也很大，实现采煤自动化后，可以最大限度地提高采煤效率，降低井下作业的人工劳动强度。当前最常用的采煤机就是采用自动化程度高、能按预定路径挖掘等特点的技术方法，在遇到采煤机难以处理的煤层时，也可采用人工掘进。因而在各种采煤地点遥电动采煤机的出现，为复杂煤层的环境开采指明了新的出路，减少了人工维护和开采带来的危险。

4.在矿井运输中的应用

在煤矿综采自动化采煤技术中输送机是非常重要的运行设备，起到重要的运输作用。因此在实际开采的过程当中需要对输送机的负载进行有效的控制，全面监控负载机的运作状态，并且及时对负载机的参数系统进行调整和管理。但是在进行传输机调整的过程当中，一定要基于工作电流的大小以及刮板链条实际受力情况进行参数更改，从而有效避免在调整过程当中产生生产误差。

结束语：综上所述，随着科技的不断发展，煤矿开采中应用自动化技术基本已经成为常态，这不仅大幅提升了煤矿开采的效率，更让煤矿的安全性得到保障。未来自动化在煤矿开采中的应用必将更加广泛和深入，充分发挥其无人化、高效化的优势，为推动煤矿的生产一体化管理发挥重要作用。更重要的是，随着智能化技术的不断成熟，将使自动化逐渐向智能化方向发展，这对于煤矿行业的发展将是极大的动力。

参考文献：

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