机械自动化在煤矿机械制造中的应用

郭开剑

摘要：改革开放以来，我国综合国力不断增强，矿企也在不断进步。在煤矿生产中，机械设备的使用效率是关键问题，而电气自动化技术是提高生产效率的关键途径。本文通过对国内煤矿开采、运输等行业的电气自动化技术的应用现状进行分析，就其自动化问题进行论述，以期对我国煤炭开采技术的发展起到一定的促进作用，提供参考。

关键词：机械自动化；煤矿；机械制造；应用

引言

随着科学技术的发展和进步，机械化的设备已经逐渐代替人工开展煤炭开采、运输等工作。在煤矿机械制造中，主要使用到的是机械自动化技术。由此可见，加大对机械自动化技术在煤矿机械制造中的应用研究，有助于推动煤矿机械化的推进和普及。

1机械自动化对在煤矿企业的影响

1.1有助于煤矿安全管理水平的提升

目前，矿井生产以地下开采为主，矿井开采环境复杂，危险源多，给矿井的安全带来了诸多不利影响，对矿井工人的生命造成了极大的威胁。煤矿安全是矿井安全的核心管理目标，关系到矿井职工的生命，因此煤矿安全管理显得尤为重要。同时，由于矿井的采掘、运输等环节一般采用机械作业，采用电气化技术，可以有效地避免手工作业的缺点，减少因人为操作错误造成的矿井安全隐患，降低工人的劳动强度和工作人员密度，对矿井安全管理有积极意义。另外，电气自动控制技术在机械状态和环境监控等方面具有明显的优越性，可以有效识别矿井中的危险源，从而从根本上消除矿井的安全隐患，更好地保证矿井生产的安全。

1.2实时智能化

一般情况下，传统形式的实时系统只是对于相对简单的理想化环境，主要作用是合理调度任务，保证任务在规定的时间内完成。然而，人工智能是应用计算机模型来实现和模仿人类的各种智能化行为。随着现代化科学技术的高速发展，人工智能和实时系统二者之间的有机结合，推动着人工智能朝着更加现实、实时响应的方向不断发展，也促使实时系统不断朝着更加智能、复杂的应用领域发展，衍生出了实时智能控制这一崭新领域。在机电一体化数控技术领域中，实时智能控制的应用与研究目前主要朝着前馈控制、学习控制、专家控制、神经网络控制、模糊控制以及自适应控制等方向发展。比如，在数控系统中，自动化配备相应的刀具、自动化管理以及补偿、自动化设置参数、故障诊断的专家系统、编程专家系统等，均为具有自适应性的调节系统。在高速加工环节的综合化运动管控中，应用动态前馈功能、预算功能、提前预测功能，在速度、位置、压力、温度等控制层面采取模糊控制方式，极大地提升了数控系统在控制层面的性能，最终实现了控制目标。

1.3减少资源成本

煤矿机械自动化设备的使用需要大量的前期资金投入，但采购之后只要做好日常的检修和维护，设备能够供给煤矿使用多年。并且，从人力的角度考虑，煤矿机械自动化设备的使用能够有效地减少煤矿工人数量，一方面使人员工资方面的支出有所减少，另一方面井下人员的减少也能提高整体的安全性。从煤炭开采的角度考虑，机械自动化设备能够很大程度上提高煤炭的开采量，进一步提高生产效率，并且能够促进煤矿经济效益的提升。综合而言，虽然在设备采购方面需要部分资金投入，但是机械自动化设备的使用一方面能够在人力方面节省开销，另一方面煤炭开采量的增加能够创造更高的经济效益，在很大程度上可以减少生产资源成本。

2机械自动化在煤矿机械制造中的应用

2.1工具生产

由于机器的使用越来越广泛，其制造工艺也越来越复杂，对加工精度的要求也越来越高。材料的选择，都要按照严格的程序进行，生产什么样的机器都要保证机器的生产质量，生产出合格的机器。在机械加工中采用自动化技术，可以提高机械加工效率和机械质量。将电气自动化技术引入到机械工程中，能有效地提高机械设备的柔性，并能确保机械的加工质量。大大提高其自动化程度，降低人工成本，实现整个生产流程的流水化操作。

2.2机械自动化技术在煤炭安全监控中的应用

由于煤矿的掘进、开采和输送主要是井下作业，矿井中地形复杂、空气质量差，大量的煤炭、瓦斯气体容易引起火灾和爆炸，因此，井下工作人员的安全是煤矿工作中的重点。机械自动化技术的使用能够极大地解放井下的人工，但仍需要部分工作人员使用和管理井下设备，为保证井下人员的安全，以及保证井下设备的正常使用，可以将机械自动化技术应用到煤矿安全监控中。煤矿安全监控通过在井下布置断电仪、遥测仪、红外自动喷淋仪等自动化监控设备，安排工作人员进行24h全天监控，对井下情况进行全天全方位的监管，保证井下人员安全，避免井下火灾、爆炸等事故的发生，使煤矿工作人员能在自身安全有保障的情况下安心工作，创造更大的价值。

2.3煤矿机械制造中数控技术在皮带传输装置中的应用

皮带传输装置是用于煤矿生产传输的重要装置，具有传输距离长、传输效率高、传输工作连续不间断等特点。作为机电一体化设备，皮带传输装置中数控技术的应用能够提升电动机磁控控制能力，从而实现无功损耗的大幅度降低，同时通过数控技术可以优化电动机的标量和矢量，提升皮带传输效率，为煤矿企业创造更多经济效益。在实际的煤矿机械作业中，由于周围环境相对恶劣，而皮带传输装置中的电动机会受到外界温度的影响，造成传输效率下降，因此需要及时清理巷道中的材料及设备，保证巷道通风面积，确保变频技术的应用。除此之外，还需要对巷道加强检查和维修，避免巷道使用时间过长造成表面脱落或者发生渗水现象，使得巷道通风不畅，增大摩擦阻力，影响变频技术的应用。

2.4煤矿采掘方面

煤炭开采是矿井生产的主要环节，直接关系到矿井生产安全问题与效益，所以将电气自动化技术运用于矿井开采工作显得尤为重要。在矿井开采中，最常见的就是电力牵引式采煤机，它的供电电压一般在３３００Ｖ左右，装机容量在１１００～１５００ｋＷ之间，这是一个很容易满足的条件。而且，这种采矿方法可以代替人工进行矿井挖掘，既能保证矿工的人身安全，又能提高工作效率。机械化开采必然要有自动化监测和管理设备，单纯依靠常规的监测方式很难实现对电气自动化设备的监测。该系统利用ＰＬＣ对采煤设备进行实时监测，并在自动监测系统中设定了采集数据和采集操作命令，可将该数据发送到采掘设备，从而实现对采煤过程的遥控和自动监测。通过驱动电路，电气自动化监控系统可以将采集到的所有数据传送给监控中心，方便有关部门和员工进行系统监测。这种监测方式比传统的监测方式要快很多，可以根据自己的需求实时获取各种数据，同时自动进行远程监测，确保矿工的安全。

结语

在煤矿机械设备制造中，机械自动化技术的融入使得设备的功能更加完善、使用方向愈加繁多。通过在煤矿机械制造中加强机械设备设计、优化生产工艺和融入自动检测技术，能够有效地提高设备本身的质量，结合当前融入机械自动化技术的煤矿机械设备在煤炭掘进、开采、运输和监控中的应用，为了提高煤矿开采量，提升煤矿的经济效益，应当结合机械自动化技术的发展，从机械化、集成化、智能化、全球化的角度，进一步探究我国煤炭机械制造自动化的发展趋势，从而使煤炭的采掘更加智能，创造更大的经济价值。

参考文献

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