自动化技术对煤矿机电运输系统的应用

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摘要:随着信息化技术的稳步发展，煤矿机电运输逐渐向着自动化、集成化方向发展，以此满足新时代国家建设对煤炭资源的需求。同时推动煤矿行业实现信息化技术转型，进而形成以科学技术为核心的基本发展理念。因此，煤矿企业在实际的生产过程中，应真正了解机电运输自动化的远大意义，善于将自动化技术进行本地化，从而通过技术优势帮助本地区的煤炭企业实现快速发展。鉴于此，本文以煤矿机电技术自动化的发展意义作为切入点，探讨煤矿机电运输系统自动化的基本原理，并分析该系统中使用的诸多自动化技术，并对未来的自动化技术应用进行展望，以此为相关专业人士提供参考。

关键词:煤矿;机电运输系统;自动化技术

目前，我国煤矿行业建设发展稳中有序，并以全面推进煤矿机电自动化建设作为未来技术的主要发展方向。加大此类技术研发力度不但能够降低能源损耗，强化单位能源利用率，对整个系统的效率提升具有良好的促进作用。随着煤炭行业的发展，国内多数煤矿在自动化领域中的投入与研发力度不断提高。我国积极开展外部先进技术引进工作，优化了该领域技术产业研发模式，为大幅度提高煤矿开采效率，控制能源损耗提供先进经验。由此可见，针对煤矿机电自动化技术进行深入研究对煤炭行业的信息化转型与产业化发展具有重要的现实意义。

1煤矿机电自动化技术应用意义

1．1强化生产能力及工作质量

在煤矿各个开采阶段采用自动化技术进行引导与辅助生产可显著提高各个工作流程的整体生产能力与流程质量，同时也可显著优化管理精度和效果，以此提高独立开采线的整体产能。例如，合理使用机电自动化技术产品，可帮助工人摆脱繁重的重复性劳动，将影响产量的人为因素降到最低，进而大幅度提升工作质量和效率。此外，还可以保证整体工作质量，为部分工期紧张、效率要求较高的煤炭开发项目提供全新的解决方案。在保证产品合格率的基础上，为煤炭企业节省了大量的人工成本损耗，进而将资源进行优势集中，不断提高企业的整体产量与工作质量［1］。

1．2安全可靠性高

煤矿机电自动化技术通常使用多种传感器进行辅助作业，如过载保护功能、作业预警监测、状态控制功能等。众所周知，煤矿开采是事故发生概率较高的行业，因此在开采过程中必须严格遵照安全条例开采，以此保证矿井内部作业人员的生命安全。但随着自动化技术的大规模推广应用，煤炭企业首先必须要确保相关设备的正确使用。可以重点关注自动化设备日常清理维护工作，积极利用机电自动化技术优化系统结构，以此维护矿井内部设备的稳定运行，从而达到降低井下作业人数，维护井下煤炭挖掘作业生产安全。因此，大规模使用自动化运输技术对于企业的安全稳定发展很有帮助。

2煤矿机电运输系统自动化技术控制理论

机电运输自动化技术脱胎于煤矿生产自动化技术，就其技术原理而言，该控制理论主要涵盖半导体变流、微型机控制技术等专业技术。另外，随着自动化技术的发展，整个技术体系呈现跨领域与多样化的发展特征，进而推动了控制理论的多向发展。此外，多数衍生的控制理论也对整个技术理论体系的补全与发展起着重要的促进作用。一般情况下，煤矿运输自动化设备的整体框架由控制单元、生产单元、驱动单元等构成。结合现阶段技术发展现状来看，煤矿控制系统带有一定的智能化功能，其整体多以计算机技术及微电子控制系统构成，各单元设计制造严格遵照相关控制理论。

3煤矿机电运输系统自动化技术

3．1系统自动化建设

相关数据报告显示，现阶段，多家煤矿在井下采矿及运输过程中，仍然采用半自动化技术，整体系统并未完全实现自动化。纵观整个煤炭行业，仅有极少数煤矿在其内部生产与运输环节中实现自动化控制。研发或引进自动化采矿系统建设项目，逐渐推动了企业开采运输环节实现全数字化控制目标，可快速对矿山大型电力拖动系统进行直接驱动。煤矿在引进或研发开采运输系统时，应确保将数据显示的核心终端安放在矿井井口位置，从而在确保监控系统稳定运行的基础上，实时监控矿井下煤炭运输状态，确保运输轨道自动化运作。借助类似的自动化系统，煤炭企业不但能有效控制人力资源损耗，还提升了运输效率，减少人为因素对煤矿采煤及运输造成的各类影响［2］。

3．2供电系统自动化建设

在煤矿建设过程中，供电系统自动化建设作为其重要部分，同时也是其建设的核心内容。尤其现阶段，绝大多数采矿设备以电为动力，并且采矿及运输需要电力的支持才能够顺利进行。换言之，离开电力的供应和支持，将会对整个采矿系统造成较大的影响，使其陷入完全瘫痪的状态。通过供电系统自动化技术与网络基础设施进行联合建设，能够很好的对电力监控系统、运输系统等进行自动化供电。通过当前这种运行方式，有助于实现变电站的无人看守，在很大程度上保证了供电的可靠性，弥补了传统人工配电存在的缺陷和不足，避免了配电不及时现象，极大的提升了供电的效率。

3．3排水系统自动化建设

煤矿在开采阶段中，采掘工作通常位于千米深度的矿井中，因此时常出现矿井内部地下水渗漏问题。在此情况下，要维持矿井内部工作区域干燥，则应结合实际情况，定向优化矿井排水系统。或引进自动化排水系统，以此提高矿井内部的排水能力，以此维持地下作业区域的干燥。由此可见，积极建设完善的自动化排水系统有利于维持煤矿的生产安全。在具体建设方面可参考区域内排水设施布置情况进行自动化控制改建，并借助集中式控制系统实现定点控制［3］。

3．4主通风系统自动化建设

在煤矿的各项生产流程中，如何维持井下通风状况良好对于提升产量至关重要。若无法维持良好的通风性，则可能导致矿井内部氧气浓度降低，影响井下作业人员的整体作业效率，严重时可危及井下开采人员的生命安全。因此，在井下作业开展时，煤矿须周期性搜集井下各类气体含量数据，做好矿井通风工作，始终维持矿井内部的通风管道正常。例如，煤矿在内部增加多台通风机，并利用自动化控制系统进行统一控制，对矿井气体监测应采取多点测试，并且结合后台软件分析功能对井下气体进行综合判断，以此实现井下系统自动化。

3．5主运输系统自动化建设

通常情况下，煤炭运输主要采取传送带或铁轨运输两类。就上述两类方式的特性而言，传送带的整体效率较高，单位时间内的运输量远超铁轨运输，因此多数矿井均采用传送带。目前，在自动化运输方面，以传送带配合多台传感器与控制单元构成的自动化传送设备成为矿井运输的主要模式，使用在地表上传送带运输机控制终端可实现自动化控制［4］。

3．6辅助运输系统自动化技术

合理使用无极绳绞车技术，可解决由于货物运输量大、绞车运输距离较短等问题。依托传感器采集的无极绳绞车运行数据与无线视频监控系统构成数据交换处理单元，形成对运输过程的系统化监督，进而显著提高工作安全系数，大幅度缩减各工作面人员数量。随着采掘皮带的大规模推广应用，井下人员的总体数量显著下降。这种措施提高了各个运输阶段的智能化监控程度，减少了人力监控投入，转化为光纤视频监控，因此大幅度提升整体工作效率，可将各个班组的成员数量减少2～3人。随着自动化装置的应用，井下作业的人力推车与拾绳的工序被替代，显著降低了人员的工作强度，避免了各种类型的安全隐患发生。借助自动化监测技术的实践应用，矿井开采可采取无人监守的自动化方式运行，井下缆车数量显著降低。相比于西方发达国家，国内煤矿机电运输自动化技术仍存在较大缺陷，难以在煤矿开采作业中维持长时间运转，与发达国家技术仍有一定距离。因此，在今后发展中，我国应注重对机电运输自动化技术的投入力度。结合现阶段发展成熟的人工智能技术、线上控制技术等，不断提升该技术的适用范围。同时集合煤矿生产过程中的各项经验，不断对其进行改进优化，从而为煤矿开采与运输提供必要保障。加大机电一体化技术的研发力度，实现与煤矿监测监控系统的深度融合，可帮助企业在煤矿生产中精准控制各个环节。结合实时信息反馈掌握各个工作流程的具体工作状态信息，与井下工作人员进行实时信息交互，从而大幅度提高各类问题的处理效率，为矿井生产运输的稳定性与系统性提供坚实保障［5］。

4煤矿机电运输系统自动化发展方向

4．1完善运输信息系统

在运输自动化系统建设阶段中，要维持整个系统安全稳定。除了解自动化技术的整体规划方向外，还应深入探究运输设备中的信息数据，从而为自动化运输系统构建控制闭环，为矿井下的机电运输系统管理工作提供必要帮助。在信息管理系统的构建规划中，应重点结合自动化控制理念，着重关注机电运输安全控制设计，并制定完整的评价系统，同时保证整个系统评价方式具有多样化特征。

4．2加大数字化矿井建设力度

在数字化矿井建设规划中，管理部门应构建监测传感网络，以此收集到精准的机电运输系统数据，同时保证数据准确性。在构建数据监控系统时，设计人员应确保功能具有统一操作性。在方便监管人员实时监控的基础上，为后续系统监测与数据备份提供必要技术支持。另外，在周期性设备检查时，工作人员应结合自动化系统的后台数据日志对自动化设备进行系统检查，以此提高整个设备运行的稳定度与安全性。

5结语

综上所述，煤矿机电运输系统自动化技术是一门依靠多学科理论的综合应用型技术。其在能源损耗、可靠性、整体运作效率方面具有显著优势，结合该技术在煤矿生产中的实践可知，积极开发这一技术有利于提高企业的生产效率，加快煤炭企业的信息化转型进程。同时，其可以显著降低煤炭安全隐患的发生概率，为煤矿高效、安全生产提供保障。

参考文献:

［1］肖竞．探究煤矿机电运输系统自动化技术及其发展［J］．商品与质量，2020(41):13．

［2］陈国华，马志鹏．探究煤矿机电运输系统自动化技术及其发展［J］．冶金管理，2020(11):74－75．

［3］王斌．煤矿工作面机电运输系统节能［J］．能源与节能，2019(06):76－77．

［4］赵月，李振振．煤矿机电安全管理及运输隐患预防措施研究［J］．百科论坛电子杂志，2020(08):1730．

［5］任毅．谈PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用［J］．当代化工研究，2020(08):61－62．

作者：王建东 单位：国家能源集团 宁夏煤业有限责任公司