煤矿机电技术应用及其自动发展方向

＊周文杰

（晋能控股煤业集团永定庄煤业公司机电部 山西 037000）

我国现下正在持续研发自动化技术与信息技术，并且在各行各业中进行推广与普及。煤矿产业面对以往开采安全度低、生产效率低等问题，必须要重视创新与改进开采技术工作，通过积极引入自动化机电技术，来促进开采作业效率的增强，也保障相关人员的个人安危，解放相关人员工作的强度。同时，想要实现自动化机电技术的高效运用，还需对其日后发展的方向予以分析研究，持续加大科研的力度，来促使其性能更为完善，保障煤矿产业的现代化、智能化发展，获取更加理想并可观的生产效益。

1.煤矿自动化机电技术的主要特点

（1）集成化。在核心CPU方面，采取可编程控制器、单片机与计算机，通过感应器的高精度运用，来采集底层设施数据并对原件予以传送，同时，通过人机界面的运用作为显示设施[1]。以系统来采集、检测、管理与控制数据信息，对系统动态予以掌控，从而有效维护并监管系统。

（2）智能化。日益增强小型控制板的性能，能够为发展煤矿自动化机电技术带来全新的机遇。处理信息内容水平高、速度快是小型控制板最为显著的优势，余量集成性与智能性选择大。例如：通过电牵引采煤设施的运用，可有效管控负荷并达成记忆割煤目标。

（3）多元性。针对于煤矿自动化机电技术而言，其具备的多元性特点能够对多元性的设施感应器种类起到决定性的作用，在发展煤矿自动化机电技术的过程中，温度感应器、移动感应器、压力感应器以及加速感应器均已得到普遍性的应用[2]。集成多信号系统的过程中，也遵守相关要求、规定，保障各个系统结构设施之间具备诸多的通信接口，从而实现多种通讯协议的融入。

2.机电设备自动化发展的优点分析

（1）减少能源消耗，降低成本。由于机电设备自动化产品存在较低能耗，可以达到驱动调节的效果，以便满足用户的需要，不但确保了产品的实际应用成效，而且也降低了设备能源的消耗量，加快了实际的生产速度，实现对经济成本的严格管控。并且，现阶段，很多自动化产品中均引入了先进的技术，依靠计算机系统、微电子系统等，达到减小设计产品的目的，降低了材料的利用率。

（2）机电设备自动化应用范围非常广泛。为了达到机电设备自动化生产的目的，运用先进的多样化技术，能够使各种技术相结合，体现出复合功能优势。所以，当实施自动化管控、调节与保护的过程中，能够确保安全性，满足广大用户的实际需要，发挥出自动化的良好作用。

（3）机电设备安全性获得有效保障。对于机电设备自动化生产环节来说，假如出现故障问题以后，能够进行自动化处理，制定出科学、可行的保护对策，如此有利于增强一定的安全性。实际上，此种生产模式的运用可以凸显出人性化的优势。进行机电设备化生产时，需要达到自动化监测、诊断以及处理的效果，无需依靠人为操作的方式，降低了安全事故的产生几率。当机器设备运行时，假如碰到过载、过压、过流等故障问题以后，需要自动转换安全工作方式的效果，有效避免安全事故的产生。

3.煤矿自动化机电技术的应用措施

(1)井下输送机

在煤矿开采生产中，输送煤炭属于不可缺少的重要流程之一，需要对其高效与安全做出全力保障，从而实现矿产效率的增强。在正式运用井下输送机期间，由于煤炭复杂的传送条件、过长的传送距离、庞大的传送数量等因素，若对其未做出科学设计，将极有可能增加传送期间意外事故的发生概率，因此，煤矿企业必须要结合具体情况，注重运输安全系数的提高，积极改革并创新技术，掌控技术要点，重视传送成效的增强，通过引入并应用自动化机电技术，从而在选择并设置运输机方面具备更严谨、规范的操作流程，切实提高运送系统的工作成效。想要对安全运输煤炭资源做出有力的保障，相关人员则应该在系统正式启动的先期，装设并启动声光报警设施，随后采取“广播”的方式，向相关人员实时发出提醒警告，引导其做出充足的措施，规避危险区域。除此之外，在工作期间，若发生突发事件，需要即刻采取控制室中所装设的应急设施进行报警，并及时暂停输送操作。并且，需要对设置及运用下位机PLC投入高度重视，对其性能予以充分发挥，广泛收集并深入剖析信息数据，向控制室及时反馈，随后，将信息数据作为依据，确立出有效的应对措施，对系统运行做出有效调整[3]。

(2)矿井主通风机

想要对煤矿的安全、稳定开采与生产做出保障，煤矿企业就必须要对主通风机做出合理化、科学化选择。在日常作业中，主通风机想要高效完成通风工作，维护矿井内部良好的环境，往往需要长时间的运作，并且所采用的控制系统存在较大的复杂性，如果矿井生产作业条件、环境过于恶劣，将极有可能受到诸多因素的影响，损害到机械设施的性能，长期以往，不仅造成机电设施使用周期寿命的缩短，也增加意外事故的发生概率。因此，在矿井主通风机中，应该对模拟电子技术的运用投入高度重视，通过微处理设施的装设，来更为精准的排查故障发生部位、发生原因，同时，面对风量、轴温的观测，也需采取自动化监测设施来获取更全面、更精准的数据，为使用机电设施安全系数的提高起到良好的协助作用，并充分发挥出预判故障的作用。只有确保机电设施拥有优良的性能，方可有效改善生产作业环境，也高效运作机电设施，保障安全作业。

(3)煤矿开采

煤矿企业的工作人员想要高效开采煤炭资源，就必须要深入地下展开采掘矿井工作，然而，地下矿井的环境较为恶劣、条件较为艰苦，且存在较高的危险性，极有可能发生涌水或者是瓦斯爆炸等意外事故，对工作人员的个人安危造成严重威胁，如果此时延续以往的开采方法，会增加劳动强度与难度，且降低开采效率。此时，便需要对自动化机电技术合理运用，以此来实现开采生产安全系数与质量效率的增强。例如：通过电液控液压支架与电牵引采煤机的运用，提高设施运作的稳定性，提高运作的效率[4]。在日常工作中，自动化机电技术能够简便操作，相关工作者只需对参数予以设置，便可全方位管控开采生产过程，也对工作人员做出精准定位，若发觉潜在安全隐患，可及时确立出相应的处理方案。

(4)矿井监控

通过采用实时监控系统，能够有效降低开采生产煤矿的危险系数，全方位预判危险源并掌控开采过程。针对于煤矿企业而言，可以将工作的不同地点同网络安全监控智能化平台相结合，实现监控覆盖面的扩张，并且通过人员定位、通信视频等子系统的运用，对不同环节予以高效监测，实现开采煤矿可控性的强化，不论是井下排水还是运输煤炭，均可得到全过程的监测，及时调整不合理之处，提高开采生产的质量与效率。除此之外，通过采取矿井监控系统，还可对员工状态予以及时反馈，提高调度的便利性，并且，如果有意外事件发生，还可利用监控系统及时发觉失联工人信息，对其所在区域进行定位，增快搜救人员的速度。

4.智慧矿山煤矿机电系统分析

(1)机电设备健康智能化管控系统组成说明

通常情况下，煤矿机电设备智能化体现在构建机电设备健康智能化管理系统方面。很早以前，机电设备健康预测管理便被运用到军工与航天等不同的领域当中。现阶段，在煤矿中尚未得到广泛运用，以简单设备的智能化健康管理为主。一般而言，在智能化健康管理过程中，涵盖了机电设备的运行数据信息采集、健康档案制定、健康情况的预测等部分。与此同时，该系统也包括了本地监测终端、井上调度中心等构成部分，其中，前者可以借助传感器装置及时采集相关机电设备的参数信息，后者则科学分析并处理所采集的数据信息，然后开展健康评估工作，制定出合理的检修与维护策略。

(2)煤矿机电设备的健康智能化诊断分析

结合煤矿机电设备健康智能化管控系统来说，利用监测终端可以采集相关机电设备的数据信息，明确其合理与否，与智能化健康管理的效果密切相关。比如，针对旋转机电设备而言，故障源自轴承、电机等各个部位，在故障问题方面，则涵盖了液压阀与传感系统等等。所以，借助采集元件数据信息的方式，然后借助关联矩阵处理方法，能够科学诊断故障问题。

(3)煤矿机电设备的健康智能化维修数据库说明

通常来说，进行煤矿机电设备健康智能化诊断分析时，需要合理划分机电设备的健康表征与情况，构建出机电设备的健康数据库，明确具体的健康标尺。针对健康智能化决策数据库而言，涵盖了设计时期、应用时期的维修对策。通过借助此项措施，能够科学预测和分析煤矿机电设备的运行情况，以便制定出合理的维修策略，从而凸显出智能化健康管理的优势。由此可见，经过上文的论述与分析后，从中能够获悉，科学说明煤矿机电设备的健康智能化维修数据库可谓十分关键。

5.煤矿自动化机电技术的发展方向

（1）智能化发展。在新时代背景下，发展自动化机电技术的一个重要方向当属智能化。所谓的智能化发展，就是利用控制理论，对混沌动力学、生理学、心理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等模拟人类职能、新方法以及新思想予以吸收及应用，确保其具备自主决策、逻辑思维以及推力判断等能力，逐步取代煤矿传统的人工开采形式，增强开采生产的安全性与有效性[5]。

（2）网络化发展。现阶段，正在全力科研并发展科学技术，在世界中，网络已取得全面普及，为群众的日常生活以及教育、军事、政治、工业生产起到巨大的改革与创新作用。针对于煤矿自动化机电设施而言，在制造的过程中，需要将网络视作核心媒介，在开发市场、选购材料、制造产品等方面，可以利用网络展开异地合作。日益提高网络技术的同时，能够促使在增强学习管理的过程中，利用技术信息的交流，推进煤矿自动化机电技术朝着便捷性、网络性的发展方向迈进。例如：通过机床联网，能够实现煤矿开采的无人化操作以及远程控制。并且利用机床联网，选择一台机床来编程、设定、运作及操作其他机床。除此之外，通过网络的运用，能够连接所有煤矿机电设施为以计算机为核心的集成系统，促使煤矿企业可以便利化、轻松化展开煤矿开采生产。由此可见，网络化发展煤矿自动化机电技术属于必然的趋势。

（3）模块化发展。实现自动化机电技术的模块化发展属于艰巨且又至关重要的一项工作，通过模块化的硬件，能够切实提高数控系统的标准性与集成性，将不同的功能需求作为依据，将通讯、输出输入接口、PLC、位置伺服、储存器以及CPU等基础模块构成系统化、标准化的产品，并且利用“积木”形式，有效增减模块数量或者是裁剪功能，形成档次各异的数控系统。煤矿自动化机电设施由于生产提供商、种类规格非常多，因此，对自动化机电设施的环境接口、动力接口以及电气接口等进行研发属于关键性、复杂性较高的一项工作[6]。例如：对电动机一体、智能化减速、集减速的动力单元予以研制；对可独立完成所有重点操作的机电设施装置予以研制；对具备测距、识别并处理图像、视觉等功能的控制单元予以研制。如此不仅能够实现标准单元的充分运用，实现新产品的快速开发，也可实现生产规模的扩张。可以说，通过生产系列化、标准化的电气产品，能够为煤矿企业模块化发展自动化电气技术带来良好的应用前景。

（4）微型化发展。西方某些国家将其视作自动化微机机电设施系统或者是微电子机电设施系统，具体所指的是1cm3以下几何尺寸的自动化机电设施产品，同时，朝着纳米级以及微米级方向发展。灵活运动、能耗少、体积小是自动化微机电设施最为显著的优势，能够提高煤矿生产的精准度，增强煤矿企业的开采生产效率，同时，也可对煤矿生产土地资源起到节约作用，只需放置一台机电设施即可展开采掘作业。因此，提供煤矿开采产品的提供商在制造并发展自动化机电设施方面，应该注重超精密技术的运用，例如：蚀刻技术、光刻技术等，从而实现自动化微机电设施的精细加工，促使其在煤矿采掘作业中能够充分其作用价值，促进煤矿产业的良好发展。

（5）绿色环保化发展。蓬勃发展工业过程中，同样也改变了群众的生活，丰富的物质会为群众带来便利且舒适的生活环境，但同时，也会过度开发资源，污染到自然生态环境，特别是在应用自动化机电设施期间，会大量消耗电力能源，并且，运作中所排放的有害气体，会严重污染到周边生态环境，因此，我国现在正在大力呼吁并倡导节能、环保、绿色发展理念[7]。面对此种现象，煤矿在发展自动化机电技术的过程中，应该注重绿色环保化，在设计并制造自动化机电设施方面，需提高能源利用率，减少有害气体的排放，并尽可能节约原材料，来杜绝资源的过度浪费，提高自动化机电设施的绿色环保性。

6.结束语

综上所述，煤矿产业应用并发展自动化机电技术，不仅同我国现下的社会发展要求相符，也可促进可持续能源的良好发展，实现开采生产品质与效率的增强，也保障开采过程具备更高的安全系数。因此，煤矿企业必须要积极改革与创新开采技术，注重自动化机电技术的引入与应用，并且明确日后的发展方向，来持续优化并完善自动化机电技术的功能，促使其价值作用可得到充分发挥，获取理想的应用成效，促进煤矿自动化机电技术的先进化、持续化以及稳健化发展。