蔡宏飛 劉佳
摘要:在當(dāng)今這個(gè)信息化的大數(shù)據(jù)的時(shí)代,煤炭行業(yè)的發(fā)展水平不單單以煤炭的開采的數(shù)量為衡量標(biāo)準(zhǔn),其智能化建設(shè)程度更是極其重要的衡量方面。所以,對(duì)礦山機(jī)械智能化的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)展開深入分析具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞:礦山;機(jī)械智能化應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)分析
煤炭是社會(huì)發(fā)展的資源保障之一,對(duì)其進(jìn)行有效的開采,能夠?yàn)閲?guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生很大的推動(dòng)作用,特別是在當(dāng)前階段,國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對(duì)于煤炭資源的需求也越來越大,而這就需要煤炭企業(yè)對(duì)自身生產(chǎn)力進(jìn)行不斷的提升,以此來保證社會(huì)資源的有效供應(yīng),而這種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),要求煤炭企業(yè)對(duì)自身的科技水平進(jìn)行不斷的提升,通過對(duì)煤礦機(jī)械工程加強(qiáng)智能化建設(shè),有效提高自身的生產(chǎn)能力,只有如此,才能使社會(huì)發(fā)展需求得到有效的滿足,因此,針對(duì)煤礦機(jī)械工程智能化的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行深入的研究是很有必要的。
1目前煤礦機(jī)械工程發(fā)展?fàn)顩r
煤礦屬于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性能源,在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要位置。煤礦開采水平以及能力隨著科技的快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,尤其是在煤礦機(jī)械發(fā)展方面,機(jī)械技術(shù)逐漸成熟,生產(chǎn)體系更加規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。但是我國(guó)煤礦機(jī)械的研究與開發(fā)起步都很晚,和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)之間存在的差距較大。煤礦機(jī)械的發(fā)展水平直接影響著煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)能力。處于新時(shí)期,人類社會(huì)對(duì)煤炭資源的需求量與日俱增,這給煤礦行業(yè)帶來了研究的挑戰(zhàn),煤炭開采必須要不斷更新核心技術(shù)、設(shè)計(jì)理論、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)手段等,健全煤礦機(jī)械工程工作機(jī)制,才能使機(jī)械工程智能化發(fā)展更加順利。
2煤礦機(jī)械工程智能化發(fā)展中的相關(guān)問題
2.1機(jī)械設(shè)備較為復(fù)雜
通常煤炭開采規(guī)模相對(duì)較大,而用于煤炭開采的各項(xiàng)機(jī)械往往具有體積龐大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn),但在煤礦開采期間,由于煤礦礦井空間有限,機(jī)械設(shè)備過于龐大,在這種狹窄的礦井當(dāng)中難以保證作業(yè)的靈活性,從而對(duì)煤礦開采的效率造成了嚴(yán)重的影響,同時(shí)也影響了機(jī)械利用率的充分發(fā)揮。此外,由于開采環(huán)境較為復(fù)雜,各種環(huán)境因素容易對(duì)煤礦機(jī)械產(chǎn)生不利影響,從而縮短煤礦機(jī)械的使用壽命,導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本被加大。
2.2煤礦機(jī)械智能化水平不高
隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)在各領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用越來越廣泛,但對(duì)于煤礦生產(chǎn)而言,雖然在機(jī)械設(shè)備方面應(yīng)用了諸多高新技術(shù),但在智能化生產(chǎn)方面仍然處在初期階段,相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)煤礦機(jī)械的智能化水平還相對(duì)較低,僅在一些小型儀器當(dāng)中落實(shí)了智能化建設(shè),而仍有很多主要生產(chǎn)機(jī)械還存在智能化水平不高的情況,甚至部分工作還需要人工操作來完成,這不僅會(huì)對(duì)各項(xiàng)資源造成嚴(yán)重的浪費(fèi),同時(shí)還會(huì)降低煤炭資源的生產(chǎn)效率。
2.3煤礦機(jī)械材料差,缺乏實(shí)用性
在煤礦機(jī)械當(dāng)中,大多會(huì)使用鋼鐵作為主要材料,這使得煤礦機(jī)械質(zhì)量往往會(huì)受到鋼鐵質(zhì)量的影響,而我國(guó)很多鋼材生產(chǎn)都是以中低端質(zhì)量為主,想要確保煤礦機(jī)械的質(zhì)量,還需要進(jìn)口高端鋼材進(jìn)行機(jī)械制造,但這會(huì)使煤礦機(jī)械的成本大大提升,不利于煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的獲取,容易對(duì)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成影響,而想要降低成本投入,就要對(duì)價(jià)格較低的材料進(jìn)行選擇,但這些鋼材在質(zhì)量方面存在缺陷問題,將其用在煤礦機(jī)械當(dāng)中,會(huì)對(duì)煤礦機(jī)械的使用壽命造成影響,而且還容易出現(xiàn)故障問題,影響煤礦的正常生產(chǎn)。
3煤礦機(jī)械工程智能化的應(yīng)用
3.1機(jī)械工程智能化在煤礦采掘方面的應(yīng)用
采掘機(jī)是煤礦開采最常用的設(shè)備,電牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為采掘機(jī)提供足夠的采掘動(dòng)力,并且運(yùn)用了交流電機(jī),可靠性能更強(qiáng),簡(jiǎn)化了綜采工作,大幅度提高效率。對(duì)于故障診斷,為了精準(zhǔn)的進(jìn)行診斷,采用了傳感器進(jìn)行故障診斷,傳感器將采掘情況反饋給系統(tǒng)診斷系統(tǒng)根據(jù)傳感器獲取的數(shù)據(jù)做出判斷,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)綜采過程的智能化,大幅度的提高了采掘效率。
3.2機(jī)械工程智能化在煤礦運(yùn)輸方面的應(yīng)用
煤礦在進(jìn)行運(yùn)輸時(shí),通過膠帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)了煤炭的傳送過程,在膠帶運(yùn)輸機(jī)中應(yīng)用中壓變頻驅(qū)動(dòng)控制技術(shù),以此來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的平穩(wěn)性,確保在低速狀態(tài)中也可以連續(xù)運(yùn)行。為膠帶運(yùn)輸機(jī)安裝液壓自控張緊裝置,確保自動(dòng)調(diào)節(jié)張力以此來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。安裝工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng),機(jī)頭安裝使用交叉裝置,機(jī)尾安裝自動(dòng)伸縮裝置,以便及時(shí)了解運(yùn)輸?shù)那闆r,進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)輸監(jiān)控。
3.3煤礦機(jī)械工程智能化在生產(chǎn)安全監(jiān)控方面的應(yīng)用
處于科技飛速發(fā)展的時(shí)代,機(jī)械工程智能化已經(jīng)被普及到了各個(gè)領(lǐng)域,從而提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證了產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。要想確保煤礦安全生產(chǎn),就必須要牢固安全第一的思想。目前大多數(shù)地區(qū)的煤礦企業(yè)都創(chuàng)建了安全監(jiān)控系統(tǒng),使用最先進(jìn)的制造技術(shù),結(jié)合煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求,開發(fā)并設(shè)計(jì)了安全生產(chǎn)管理系統(tǒng),許多大型煤礦都設(shè)置不同種類的監(jiān)控系統(tǒng)。但是,一些傳感器的穩(wěn)定性不強(qiáng),種類較為單一,使用年限較短,如果發(fā)生故障則需要消耗大量的人力與時(shí)間。因此,健全煤礦生產(chǎn)安全檢測(cè)體系,把機(jī)械智能化設(shè)備和傳感器相互結(jié)合,綜合使用各種不同類型的傳感器,才能有效解決煤礦安全生產(chǎn)中常見的隱患問題,提升煤礦生產(chǎn)安全檢測(cè)水平。
3.4煤礦機(jī)械工程智能化在綠色生產(chǎn)方面應(yīng)用
煤炭開采行業(yè)屬于污染比較嚴(yán)重的行業(yè),不合理的開采會(huì)給大自然帶來嚴(yán)重破壞,例如破壞地表植被、破壞地下水資源、污染空氣等,從而制約煤礦生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。綠色生產(chǎn)是基于煤礦機(jī)械工程智能化的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的,對(duì)煤礦開采的要求較高,從保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),采取有針對(duì)性的開采方法,盡可能的降低災(zāi)害的發(fā)生概率,進(jìn)行確保經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益最大化。在煤礦開采過程當(dāng)中,技術(shù)人員需要認(rèn)真分析開采區(qū)域的水體狀況,防止出現(xiàn)地面沉降問題,避免地下含水層流經(jīng)被破壞,才不會(huì)影響到當(dāng)?shù)鼐用竦恼I?。開采過程當(dāng)中,瓦斯既是一種清潔能源,但又是一種容易爆炸,危害曠工生命安全的有害氣體,因此,煤礦企業(yè)封閉井口過程當(dāng)中要使用安裝鉆孔瓦斯抽放管的方式,加強(qiáng)瓦斯開采工作,節(jié)約自然資源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
4發(fā)展趨勢(shì)展望
(1)智能導(dǎo)航技術(shù)的開展?;趯?shí)時(shí)三維GIS技術(shù),將地理信息、三維可視化及工作面探測(cè)技術(shù)結(jié)合起來,在綜采工作中采用智能導(dǎo)航技術(shù),對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)定位,可以對(duì)工作面進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)和自動(dòng)定位,以此實(shí)現(xiàn)煤礦資源的精確開采。(2)設(shè)備趨向于多樣化。當(dāng)前我國(guó)的煤炭開采設(shè)備功能簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在狹窄的礦井工作環(huán)境中操作難度系數(shù)高、運(yùn)行繁瑣,難以實(shí)現(xiàn)在狹小的環(huán)境中進(jìn)行高效運(yùn)作。在后續(xù)的發(fā)展中,開采設(shè)備的功能趨向于集成化、種類趨向于多樣化。比如:通過裝有可以進(jìn)行人工智能處理的傳感器,通過數(shù)據(jù)處理模塊,計(jì)算采煤機(jī)的工作位移,從而在模型中輸入數(shù)據(jù),進(jìn)行自主開采;或者將會(huì)引進(jìn)智能開采機(jī)器人,逐步替代人類在綜采工作面中的工作,操作人員只需掌握簡(jiǎn)易的工作技術(shù),就可以合理掌握設(shè)備的操作運(yùn)行,從而節(jié)省人力物力;最后,可以引進(jìn)先進(jìn)的超聲波技術(shù),在機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí),通過超聲波技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),與傳統(tǒng)的勘測(cè)手段比較,精簡(jiǎn)工作環(huán)節(jié),減少了工作負(fù)擔(dān)。
5結(jié)語
機(jī)械智能化開采技術(shù)可以提高投入產(chǎn)出比,是我國(guó)煤礦轉(zhuǎn)型、加快行業(yè)升級(jí)的技術(shù)。新的階段對(duì)我國(guó)的煤礦機(jī)械智能化提出了新的要求,礦山企業(yè)要抓住改革的機(jī)遇,在國(guó)家政策的指導(dǎo)下需要不斷地對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新,以此確保其性能的穩(wěn)定,促進(jìn)礦山行業(yè)的生機(jī)與活力。
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(作者單位:北方重工集團(tuán)有限公司)