论机械采煤中电气自动化与信息化技术的应用

姜海琪 于治庆 陈婉玲

大连装备制造职业技术学院 辽宁 大连 116000

引言

煤炭是社会生产和居民生活的主要能源，发展煤炭行业有助于经济建设和社会稳定，机械采煤是当前煤炭企业生产的主要形式，其以机械设备为支撑，能够提升采煤效率和安全性。但是受到客观因素的影响，机械设备的信息化以及自动化水平，会对生产成本、人力资源和生产效能带来直接影响。因此，煤炭企业要合理应用电气信息化和自动化技术，推动煤炭行业的稳定以及可持续发展。

1 机械采煤电气信息化和自动化技术的应用优势

1.1 效益优势

煤炭行业在长期发展中，其生产规模、作业形式和机械设备不断更新，随着工业化进程的加速，机械化已经成为采煤生产的主要方式，尤其在一些大型煤炭企业中，井下采煤基本实现了全机械化，机械设备完全取代人工作业，不仅帮助企业节约了人力资源，还能够保证井下作业安全。而在电气信息化和自动化技术的支撑下，采煤机械设备的信息化程度不断提升，在经济效益方面具有显著优势，其主要体现在：第一，信息化和自动化设备可以进一步提升机械采煤的生产效率，降低对能源的过度消耗，帮助企业节约生产能源、降低能源成本；第二，信息化设备具有较强的智能化功能，可以为企业制定各项决策提供数据和信息支撑，保证决策的合理性，避免由于决策不当而蒙受经济损失；第三，信息化设备能够减少操作人员的数量，帮助企业实现内部人资优化配置，降低企业的人力成本。

1.2 安全优势

采煤岗位具有较高的危险性，一旦发生意外情况会为企业造成人员伤亡，而在机械设备的支撑下，井下作业基本实现了机械生产，但是对于传统机械设备而言，依然需要进行人为操作。同时，井下作业环境较为复杂，随着开采活动的开展，粉尘、瓦斯都会为操作人员带来人身危害，尤其地壳变化，会出现水害和顶板危险。应用电气自动化和信息化技术能够保证井下作业安全，与传统生产设备相比较，其在安全性能方面更具优势。首先，智能化以及信息化程度较高的机械设备配备人工智能系统，可以根据环境变化进行生产调节，在短时间内适应井下环境并且进行生产活动，不需要人为操作，操作人员利用人机界面为机械设备下达指令，可以完全实现井下无人作业，确保企业员工的安全；其次，信息化设备具有隐患识别功能，当发现井下环境发生变化后，例如瓦斯浓度增加或者湿度增加，可以及时将相关信息传递给中控中心，操作人员根据数据信息调整作业参数，起到规避安全事故发生的作用；最后，在自动化技术的支撑下，采煤机械设备的功能更加多元化，可以降低发生机械故障的概率，也有助于机械安全而持续的作业。

1.3 产能优势

煤炭是现代社会生产的主要能源，例如在火电生产中，其以煤炭为原材料，随着社会用电量的增加，对煤炭资源的需求量也呈现逐年上升趋势。应用电气信息化和自动化技术可以实现企业生产效能增加，例如应用信息化和自动化技术对采煤机进行改良，可以提升其每日的产能，尤其是一体化、自动化采煤机械的应用，在产能优势方面更加明显，开采率和产出率都获得显著提升[1]。

2 机械采煤电气信息化和自动化技术的应用路径

2.1 优化人性化操作

人性化操作不仅体现在采煤作业中，还需要体现在设备操作方面，例如机械故障是采煤作业最为常见的问题，如果发生故障需要维修人员深入到井下进行处理，不仅无法保障工作效率，还容易诱发安全事故。通过优化人性化操作，能够保证设备运行的稳定性和安全性，满足采煤作业的生产需求。例如人机界面设计人性化，在具体设计中，需要满足机械与人的信息传递和交换需求，采煤机械具有较高的复杂性，当出现故障后，以信息化技术为支撑，能够将具体的故障信息传递给操作人员，以人机界面为载体，操作人员可以快速识别故障类型、故障位置以及故障原因，然后将具体情况上报给维修部门，便于维修人员快速的解除故障，促使机械设备及时投入到生产运行中。在信息化和自动化技术的操作下，能够带给操作人员以良好的工作体验，提升机械管理和操作效率，规避可能发生的安全事故。

2.2 丰富机械设备功能

随着我国煤炭行业的发展，市场竞争较为激烈，企业面临的生产和经营压力较大，而想要在竞争中获取优势，则要以高新技术为支撑，赋予机械设备以多功能，在实现产能提升的同时，还可以节约机械运行的能源和资源消耗。在传统的煤炭生产中，机械设备的功能较为单一，需要多个机械设备配合才能高效率的完成生产任务，而由于井下作业空间有限，大量机械设备同时运行会消耗大量的能源，还容易增加发生故障的概率。应用信息化和自动化技术，能够赋予设备以不同功能。例如信息化采煤机设备，其是机械采煤最为常用的设备，在信息技术和智能技术的支撑下，其不仅具备采煤功能，还可以对水文地质条件进行分析，快速完成作业现场数据的收集与匹配，将数据信息传递到计算机中，便于操作人员制定各项决策。

2.3 改良采煤机械设备

在现代煤矿生产中，大量新型的机械设备不断涌现，并且在生产中广泛应用，但是采购新型设备需要投入大量的资金，对于企业而言会增添经济负担。应用电气信息化和自动化技术，可以实现对采煤机械设备的改良，促使其具备强大的生产效能，以满足现代煤炭生产的需求。例如采煤机设备，随着科学技术的发展，其设备类型也不断更新，自动化滚筒采煤机作为常见类型，其以液态支架为核心结构，可以随着采煤层的变化而不断调整，不仅能够节约生产资源，还可以充分使用不同的井下作业环境，具有较强的环境适应能力。基于电气自动化和信息化技术下的设备改良，还能够具备较强的信息化功能，例如应用可视化技术能够帮助操作人员识别井下环境，发出正确指令保证机械作业的安全性和连续性[2]。

3 机械采煤中电气自动化和信息化技术安全应用的影响因素

3.1 人员因素

在应用电气信息化和自动化技术中，人员是设备控制和故障维修的主体，如果操作人员或者维修人员的素质能力不足以胜任岗位工作要求，则会影响电气自动化和信息化技术的应用安全。例如在自动化设备运行中，如果操作人员缺乏岗位经验和操作能力，经常出现随意操作和误操作，则会增加电气设备的运行故障率；又例如在自动化设备的检修保养中，如果检修人员不能及时识别和判断机械故障的类型和位置，则无法安全排除其故障，设备带病作业不仅为生产安全埋下隐患，还会缩短设备的使用年限，为企业造成经济损失。

3.2 元件因素

自动化和信息化设备涉及大量的高精度元件，而现代市场面的同类型元件生产厂家较多，不同厂家生产的元件在质量、价格以及型号方面存在差异，如果元件质量和参数不符合设备要求，则会为设备安全运行埋下隐患。同时，设备元件属于消耗品，需要定期维护和更换，如果检修人员没有及时发现元件故障，则容易影响设备正常运行。

3.3 环境因素

机械采煤作业环境较为复杂和恶劣，信息化和自动化设备需长时间在恶劣的环境下运行，在环境因素的作用下会影响其使用安全。例如粉尘大量堆积在设备内部，则容易导致元件温度升高或者烧毁，为企业带来经济损失。而如何改善自动化设备运行环境，是当前煤炭企业需要思考的关键问题[3]。

4 机械采煤中实现电气自动化和信息化技术安全应用的路径分析

4.1 提升人员综合素质

在知识经济时代下，人才是企业参与市场竞争的宝贵资源，在应用电气信息化和自动化技术中，需要企业建立一支能力强、素质高、懂业务的专业化员工队伍，为技术应用奠定人才基础。首先，面向社会进行公开招聘，吸纳具有一定专业背景、从业经验、岗位技能的人才加入，优化人才队伍的学历结构、知识结构和能力结构，适当提升工薪待遇和入职门槛，吸引更多的人才加入；其次，对现有人才队伍进行专业化培训，培训内容应包含自动化设备检修、机械操作以及信息技术等方面，将培训作为员工队伍建设的重要路径，实行培训考核制度，促使员工以端正的态度面对岗位培训；最后，建立科学的奖惩制度体系，包括奖惩制度、绩效考核制度等，以制度为约束规范员工的生产行为，避免出现人为操作失误的情况，保证信息化采煤设备稳定以及安全运行。

4.2 注重元件维护维修

应用电气信息化和自动化技术涉及大量的精密度元件，其在长期运行中容易出现损坏，影响机械设备的生产效率和生产安全。同时，由于采煤作业的环境较为复杂，元件发生故障的概率较高，企业要给予设备元件维护维修以高度重视，降低其故障率、缩短维修周期，不影响采煤作业的正常进行。首先，在选择和采购设备元件中，要做好质量检测工作，选择市面上信誉好、质量有保障的供应商建立合作关系，确保元件参数符合设备运行需求；其次，将设备元件的维护工作安排到具体岗位和具体人员中，划定维修人员的岗位职能和工作范围，避免出现问题后相互推诿，同时，检修人员还要具备一定的岗位能力和工作经验，在设备元件发生故障后可以及时识别和诊断，在短时间内进行故障处理，不影响机械采煤作业效率；最后，针对不同设备元件的性能，制定科学的维护保养措施，通过定期和不定期检查的方式，保证元件处于正常使用状态下，如果发现设备元件存在故障隐患要及时处理，储备数量充足的新元件，便于及时更换[4]。

4.3 改善设备运行环境

信息化和自动化设备在运行中对环境具有一定的要求，但是由于采煤作业的环境较为复杂，发生故障问题的概率也较高，针对机械采煤的工作特点，企业要注重改善其运行环境，尽量延长设备的使用年限。首先，在应用电气信息化和自动化技术中，要注重加强设备防护，避免其长时间在粉尘等恶劣环境作业而发生故障，保障其内部运行环境，维护机械的良好性能；其次，对机械设备的运行温度进行动态监测，通常情况下，设备出现故障后，其运行温度会持续增加，诱发元件烧毁或者信号失真等问题，企业可利用传感器技术对设备运行温度进行动态监测，当发现温度异常后组织人员及时处理；最后，采煤作业涉及大量的粉尘，尤其在井下作业中，粉尘进入到设备内部中，容易影响其使用性能，因此，企业要对信息化和自动化设备进行密封处理，避免电磁波、辐射波以及粉尘对设备运行带来负面影响[5]。

5 结束语

总而言之，现代社会发展需要大量的能源作为支撑，煤炭作为社会最为常用的能源，其产量与社会稳定密切相关，行业竞争也较为激烈，企业想要在激烈的竞争中获取优势，则要给予新技术应用以高度重视。在机械采煤中应用电气信息化和自动化技术，可以提升采煤效率和质量，促使企业在市场竞争中获取优势，对促进行业发展具有重要价值。