煤礦機械自動化關(guān)鍵技術(shù)探析

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摘要：基于目前我國煤礦機械自動化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀，從不同角度分析煤礦機械自動化關(guān)鍵技術(shù)存在的部題，包括人才方面、理念方面、投入方面、技術(shù)方面等，特別是技術(shù)方面，為進一步研究解決煤礦機械自動化技術(shù)問題提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；機械自動化；關(guān)鍵技術(shù)

引言

近年來，我國經(jīng)濟水平不斷提高，制造業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展，同時機械自動化的發(fā)展也得到了加快。自動化技術(shù)已在我國工程技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，各種新工藝和新設(shè)備層出不窮。它們的廣泛推廣和應(yīng)用，不僅有助于機械工程行業(yè)的發(fā)展和進步，而且可以滿足我國技術(shù)商業(yè)化的發(fā)展需求。但是，在機械工程中使用自動化技術(shù)時仍然存在一些問題，特別是技術(shù)方面的問題。

1煤礦機械自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1在掘進工作面的應(yīng)用現(xiàn)狀

煤炭開采是煤礦的主要生產(chǎn)活動，巷道掘進是為采煤作業(yè)作準備，這項工作的進展直接影響隨后的回采工作。最初的回采是以掘代采，這樣的工藝不僅效率低，對煤炭資源的損失量也很大，而且安全系數(shù)低，難以適應(yīng)不斷增長的煤炭市場需求（圖1顯示了2003—2013年我國對煤炭的需求一直在增長）?，F(xiàn)在回采巷道的掘進不僅有掘進機，還有掘錨護一體機，未來還會出現(xiàn)智能掘進機械。這些機械的研究開發(fā)，可以大大地減少個人的勞動強度，減少人員的使用量，大大提高安全系數(shù)，掘進速度將超過1000m/月，所以機械自動化技術(shù)對煤炭的開采是非常重要的。

1.2在采煤工作面的應(yīng)用現(xiàn)狀

如今，最常用的采煤機是電牽引采煤機，這種類型的煤礦機械具有很高的自動化水平。它可以根據(jù)指定的程序進行巷道傳輸，也可以手動控制，因此在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。隨著多年的開采，中厚煤層逐漸枯竭，薄煤層機械化、智能化開采為機械自動化技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。這是煤礦機械自動化技術(shù)下一步需要研究和解決的問題。

1.3煤礦機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.3.1液壓支架。液壓支架是煤礦回采工作面頂板支護主要設(shè)備。近幾年，各科研機構(gòu)都在研究支架與圍巖的相互作用，采用多種手段，努力實現(xiàn)支架的自動化、智能化控制。目前已研發(fā)出多種使用于各類地質(zhì)條件的液壓支架，其適應(yīng)范圍為0.65～7.20m、支架中心距為1.50～2.05m、最大阻力為18800kN，能夠?qū)崿F(xiàn)電液控制支架的全部動作。其中一次采全高支架參數(shù)如表1所示。1.3.2采煤機。采煤機是煤炭開采中最主要的設(shè)備。經(jīng)過20多年的研究，目前我國的煤炭開采已經(jīng)基本實現(xiàn)遙控操作、端頭控制、電控箱面板控制等，以后也能實現(xiàn)智能化煤巖識別截割、故障跟蹤等功能。通過與采煤機廠家的不斷合作研發(fā)，將來的采煤機功率將越來越大，技術(shù)性和可靠性將逐步提高，厚煤層開采的采煤機裝機功率目前已突破2000kW以上。1.3.3刮板輸送機。隨著液壓支架和采煤機的自動化技術(shù)不斷進步，對刮板輸送機的技術(shù)參數(shù)也有了新的要求，不管從制作刮板輸送機的技術(shù)、材料、工藝上都需要不斷改進，要朝著大功率、大運輸能力、耐磨損、重量輕、便于檢修的方向發(fā)展，這需要更先進的綜合技術(shù)去實現(xiàn)。據(jù)了解，目前霍州煤電回采工作面最大的刮板輸送機裝機功率為2×855kW，運輸能力為2055t/h。1.3.4皮帶輸送機。煤炭的連續(xù)運輸是決定高產(chǎn)高效的重要環(huán)節(jié)，支架、采煤機、刮板輸送機的裝機功率在加大，如果皮帶輸送機的技術(shù)性能不能有效提高，還是不能實現(xiàn)高產(chǎn)高效的目標，因此研究功率大、運輸量大、轉(zhuǎn)速快的正向長距離皮帶運輸機是重點，而軟啟動和送帶張力變化自動調(diào)節(jié)輸送張力與張緊形成的平衡是關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)據(jù)顯示，目前我國皮帶輸送機的最大輸送帶寬度為2000mm、帶速4.5m/s、運量4500t/h。

2我國機械工程自動化技術(shù)存在的問題

2.1人才方面

無論在哪個行業(yè)、哪個企業(yè)或哪個部門，人才都是最有價值的資源，它發(fā)揮著非常重要的作用，是建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)。在我國機械工程自動化發(fā)展中，人才的缺乏是當(dāng)前面臨的最重要挑戰(zhàn)之一。由于缺乏具有較強專業(yè)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，致使自動化技術(shù)的研究和發(fā)展緩慢，許多領(lǐng)域和類別均落后于發(fā)達國家，自動化技術(shù)人員的使用并不廣泛。研究表明，大多數(shù)專業(yè)人員都具有扎實的理論知識，但沒有實踐技能。目前機械制造行業(yè)非常需要具有實踐技能型的技術(shù)人才。

2.2理念方面

從公司的角度來看，現(xiàn)代技術(shù)正在不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的操作模式已不能滿足自動化開發(fā)的要求。公司需要不斷創(chuàng)新，并使用扎實的理論知識和前沿概念來改善公司治理與運營效率，促進整個行業(yè)的發(fā)展和進步。但是，我國的自動化技術(shù)仍然采用傳統(tǒng)的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，缺乏技術(shù)創(chuàng)新的能力，管理模式也有待改革。

2.3投入方面

技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都需要資金與資源的支持。當(dāng)前，自動化生產(chǎn)技術(shù)在其應(yīng)用中仍然存在嚴重的局限性，這主要是由于我國缺乏對技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)的投資，以及相關(guān)的研究程序。許多疑問和問題都缺乏有效的激勵政策，因此對技術(shù)進步、應(yīng)用和研發(fā)的熱情不高。

2.4技術(shù)方面

我國煤礦回采工作面的成套裝備，雖然也具有很強的技術(shù)實力和份額，但和先進的采煤裝備相比，還有一定的差距，其中采煤機還沒有實現(xiàn)全過程記憶割煤、遠程控制、煤巖識別等技術(shù)；液壓支架還不能完全實現(xiàn)全工作面跟機自動化作業(yè)等；刮板輸送機在軟啟動、關(guān)鍵元部件及在線故障診斷等方面還存在不足；帶式輸送機還在自控張緊技術(shù)、自動化監(jiān)控等方面存在不足。除此之外，還存在各種設(shè)備之間不能實現(xiàn)聯(lián)動控制、通信平臺之間不能無縫連接等技術(shù)。

3結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，將自動化技術(shù)用于煤礦開采變得越來越普遍。它不僅在許多領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，而且在經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮了非常積極的作用。在我國煤礦工程自動化的發(fā)展過程中，為了提高自動化水平、發(fā)展自動化技術(shù)，首先必須了解自身存在的問題，然后針對具體問題提出有效的解決方案。

參考文獻

[1]秦小麗.機械工程自動化技術(shù)存在的問題及措施[J].世界有色金屬，2020（1）：224-225.

作者:郭利民 單位:霍州煤電呂臨能化公司龐龐塔煤礦