機械自動化在煤礦機械制造中的應(yīng)用

□ 李東煒 內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特礦業(yè)有限公司

機械自動化在煤礦機械制造中的應(yīng)用

□ 李東煒 內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特礦業(yè)有限公司

［導(dǎo)讀］機械自動化是新時期全新生產(chǎn)力的代表性技術(shù)之一， 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，機械自動化技術(shù)得到了迅速地發(fā)展；在煤礦機械制造業(yè)中，機械自動化技術(shù)也有廣泛的應(yīng)用和普及，并且產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，自動化率高的煤礦設(shè)備可以大大減少人的具體操作環(huán)節(jié)，在提高了設(shè)備的工作效率的同時也提高了安全性。本文分析了自動化技術(shù)組成，探討了機械自動化在煤礦機械制造中的應(yīng)用及發(fā)展方向。

伴隨著機械行業(yè)的高速發(fā)展，機械自動化的水平得到了逐步的提升，但是，就國內(nèi)的煤礦設(shè)備制造企業(yè)來說，制造的自動化水平和設(shè)備的自動化率和國外比較，仍然存在著一定的差距。不過國內(nèi)的大型煤礦機械生產(chǎn)制造廠家已經(jīng)意識到了這一點，通過和國外相關(guān)企業(yè)的合作 ，聯(lián)合生產(chǎn)，引進技術(shù)，消化吸收，在此基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)，經(jīng)過這幾年的發(fā)展和積累，取得了長足的進步，機械自動化生產(chǎn)水平也有了跳躍式的發(fā)展。

一、自動化技術(shù)組成

作為一門綜合學(xué)科，自動化包含技術(shù)種類很多，可以將自動化技術(shù)粗略的分為以下幾個組成部分：程序單元、作用單元、傳感單元、制定單元以及控制單元。

1.程序單元。程序單元是控制單元的核心，由工程師提前編制的程序在控制單元中運轉(zhuǎn)，以維持整個系統(tǒng)的運行。

2.作用單元。所謂的作用單元是受程序單元所控制的，負責整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的單元，是命令的執(zhí)行者。

3.傳感單元。負責收集各種數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)及時的傳遞給控制單元，由控制單元進行計算和處理，再反饋給其他的單元，以此來保證整個系統(tǒng)良好運轉(zhuǎn)。

4.制定單元。制定單元的作用是對整個系統(tǒng)的其他部分發(fā)布命令，調(diào)控其他部分的行為。

5.控制單元。控制單元是整個機械自動化控制系統(tǒng)工程的保障性單元部分，其主要用于解決單元制定和動作調(diào)節(jié)。

二、機械自動化在煤礦機械制造生產(chǎn)中的應(yīng)用

當前，在煤礦生產(chǎn)中，各類現(xiàn)代化綜合機械設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，極大地提升了煤礦的生產(chǎn)效率，為中國的工業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。機械設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用，具體體現(xiàn)在：機械化采煤技術(shù)的推廣、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備生產(chǎn)能力、煤礦生產(chǎn)運輸系統(tǒng)的構(gòu)建、煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的運用、煤礦管理方式的改善等，有效地強化了煤礦生產(chǎn)管理的完善性。

1.機械自動化技術(shù)在煤礦采掘中的應(yīng)用。一般來說，綜合機械自動化技術(shù)在最初研究階段就是從煤礦采掘機械開始的，因為煤礦采掘直接關(guān)系著煤礦的產(chǎn)量及質(zhì)量，與國家的工業(yè)發(fā)展聯(lián)系緊密。同時，保證煤礦采掘質(zhì)量，對后期煤礦工作的順利開展有重要影響，煤礦采掘是煤礦生產(chǎn)中的基礎(chǔ)性工作，因而對于煤礦采掘機械的研究往往是煤礦綜合機械自動化技術(shù)研究的重點內(nèi)容。從傳統(tǒng)意義上講，在煤礦生產(chǎn)過程，就露天礦來說，往往會根據(jù)煤層的分布情況及厚度，開采深度，運輸距離等決定使用何種生產(chǎn)工藝，如連續(xù)工藝，半連續(xù)工藝或間斷工藝，具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括穿孔爆破環(huán)節(jié)、采裝環(huán)節(jié)、運輸及排土環(huán)節(jié)，選擇不同的工藝各個環(huán)節(jié)進行的方式和采用的設(shè)備又會不一，以往煤礦自動化程度不高，其工作環(huán)境及工作狀態(tài)往往會受到煤礦自身的條件制約，但現(xiàn)代化采掘機械設(shè)備中融合了多項科學(xué)技術(shù)，在功能上更多元化，包括自動調(diào)度系統(tǒng)、雷達實時安全監(jiān)測系統(tǒng)、即時通訊系統(tǒng)等，在工作中不僅可以保證煤礦的采掘進度，同時能夠?qū)γ旱V中存在的安全隱患進行有效感知及預(yù)防。

2.機械自動化技術(shù)在采煤階段的應(yīng)用。采煤是煤礦生產(chǎn)的核心，大量自動化的采掘設(shè)備和運輸排土設(shè)備的應(yīng)用，極大地提高了煤礦產(chǎn)量。一些采煤機械能夠根據(jù)自身的監(jiān)測系統(tǒng)和自動調(diào)度系統(tǒng)，進行優(yōu)化指令，例如優(yōu)化運距，優(yōu)化裝車等待時間，提升煤礦生產(chǎn)效率。在煤炭生產(chǎn)的不同環(huán)節(jié)，選擇不同的具有自身優(yōu)化功能的設(shè)備，減少具體的人工操作，提升安全性的同時，也使得整個系統(tǒng)有了一個最優(yōu)化得生產(chǎn)過程，提高了生產(chǎn)效率。一般來說，煤礦采煤階段，由于操作不當及外部環(huán)境狀態(tài)不斷變化，較容易出現(xiàn)安全事故，因而現(xiàn)代化采煤機械往往會安裝相應(yīng)的安全監(jiān)測設(shè)備，采煤技術(shù)人員會根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)對煤礦生產(chǎn)狀態(tài)實時監(jiān)控，其主要監(jiān)控的內(nèi)容為：邊坡實時監(jiān)測、有毒氣體含量變化、粉塵含量變化、車速監(jiān)測等。此外，現(xiàn)代化采煤機械中往往融合了計算機控制技術(shù)、通信技術(shù)、故障信息診斷技術(shù)、專家診斷系統(tǒng)等。具體來說，現(xiàn)代化采煤機械可以實現(xiàn)更多的自動化操作，機械控制人員可以預(yù)先對采煤機械或運輸設(shè)備設(shè)定一系列動作指令，讓設(shè)備執(zhí)行一系列復(fù)雜的生產(chǎn)指令，同時技術(shù)人員可以通過遠程計算機與采煤機械的通信系統(tǒng)及控制系統(tǒng)相連接，當采煤過程中出現(xiàn)異常情況時，采煤技術(shù)人員可以實時地發(fā)出程序停止指令，確保煤礦采煤機械運行的穩(wěn)定性及安全性。另外，現(xiàn)代化的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)能夠根據(jù)運輸設(shè)備或裝運設(shè)備的實際生產(chǎn)狀態(tài)，優(yōu)化出高效安全的生產(chǎn)指令，在保證采煤生產(chǎn)效率的同時，更加突出了其穩(wěn)定性及智能化水平。

3.機械自動化技術(shù)在煤礦運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。煤礦運輸同樣是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要步驟，將煤快速運輸?shù)矫簜}及裝車外運是保證煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)正常運作的關(guān)鍵，現(xiàn)代化煤礦綜合機械的應(yīng)用，改善了原有以人工為主的運煤方式，現(xiàn)代化煤礦綜合機械在煤礦運輸系統(tǒng)中體現(xiàn)了一定優(yōu)勢，如現(xiàn)階段煤礦運輸系統(tǒng)往往與采煤系統(tǒng)之間存在協(xié)同關(guān)系，與以往人工運輸方式不同，運用機械自動化技術(shù)可以通過電滾筒皮帶來完成煤炭運輸。隨著煤礦綜合機械的智能化水平不斷提升，煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)與運輸系統(tǒng)之間的聯(lián)系是不再依靠人工控制，而是依靠它們自身所攜帶的信號傳感系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。

三、發(fā)展方向

數(shù)字化、綠色化以及智能化成為了機械自動化發(fā)展的主流趨勢。而數(shù)字化則是以計算機技術(shù)以及智能控制技術(shù)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)代管理科學(xué)交叉為核心，并共同作用形成的結(jié)果。數(shù)字化、智能化以及綠色化是機械制造工業(yè)的必經(jīng)之路。節(jié)能減排，綠色工業(yè)是當今世界的主流。過度追逐經(jīng)濟利益已經(jīng)給自然環(huán)境造成了不可估量的破壞。尤其工業(yè)發(fā)展至今，對大氣造成的污染、資源的過度浪費等等。這些都已經(jīng)成為了當今的世界問題了。面對這樣的處境，機械制造業(yè)就一定要采取節(jié)能、綠色的加工方式。自動化應(yīng)用到了機械制造工業(yè)，改變了原有的粗糙加工，減少了人員用量，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率。這是時代發(fā)展的優(yōu)勢所在，解決當前世界面臨的大問題，符合工業(yè)時代發(fā)展的大方向。而智能化是未來科技高度發(fā)達的象征，復(fù)雜而大量的信息不斷涌現(xiàn)，需要有能夠自主處理能力的技術(shù)出現(xiàn)。因此，機械的自動化技術(shù)必將成為人類社會進步的里程碑。

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力， 自動化機械設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用便是體現(xiàn)，通過智能化自動化的生產(chǎn)設(shè)備，把技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力，讓科學(xué)技術(shù)在更廣更深層次去服務(wù)于人、服務(wù)于社會；與此同時，面對新事物，新問題要勇于探索和實踐，不斷的去改進和提高現(xiàn)有的技術(shù)水平。機械自動化的應(yīng)用和發(fā)展就是科技和生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的結(jié)果，它為我們創(chuàng)造了巨大的機遇， 也帶來了巨大的便利，相信這一技術(shù)必將不斷發(fā)展成熟，在未來的生產(chǎn)生活中產(chǎn)生更加巨大的影響。

［1］胡軒.論煤礦自動化的未來發(fā)展［J］.國投新集劉莊煤礦，2012（6）.

［2］譚得健.我國煤礦自動化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.中國礦業(yè)大學(xué)，2010（9）.