煤礦機(jī)械工程智能化發(fā)展與應(yīng)用

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隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)面臨著更多的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，煤炭行業(yè)屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，直接推?dòng)著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。目前我國(guó)煤炭行業(yè)已經(jīng)發(fā)展相對(duì)成熟，并形成了一定規(guī)模，這也為煤礦機(jī)械工程的智能化發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)技術(shù)在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過(guò)程中占據(jù)十分重要的地位，煤炭行業(yè)的發(fā)展衡量標(biāo)準(zhǔn)不能僅以煤炭開(kāi)采量為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)納入智能化的發(fā)展程度指標(biāo)。但我國(guó)煤礦機(jī)械工程在智能化發(fā)展過(guò)程中存在很多問(wèn)題，亟需解決，這樣才可以確保煤礦機(jī)械工程智能化的順利發(fā)展。

1煤礦機(jī)械工程智能化發(fā)展存在的問(wèn)題

1.1煤礦機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境

煤礦開(kāi)采屬于自然資源的開(kāi)采行業(yè)，規(guī)模較大，機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積較大，在礦井相對(duì)狹小的空間內(nèi)，結(jié)構(gòu)較大的機(jī)械設(shè)備很難得到有效使用，以致影響了其正常的開(kāi)采功能，降低了設(shè)備的利用率與生產(chǎn)效率。同時(shí)，在復(fù)雜開(kāi)采環(huán)境中，煤礦機(jī)械設(shè)備還會(huì)受到嚴(yán)重的影響，會(huì)因腐蝕等原因縮短壽命，增大了企業(yè)的生產(chǎn)成本。除此之外，受特殊地質(zhì)情況的影響，部分開(kāi)采環(huán)境中無(wú)法使用機(jī)械設(shè)備，以致降低了煤礦開(kāi)采的機(jī)械化水平，影響了正常的開(kāi)采進(jìn)度。

1.2煤礦機(jī)械設(shè)備科技水平低，數(shù)字化智能程度低

相較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的現(xiàn)代化發(fā)展水平較低，設(shè)備的科技含量與數(shù)字化智能化程度均較低。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，我國(guó)多數(shù)接卸設(shè)備均采用人工操控方法，這樣不斷浪費(fèi)了很多的人力與物力資源，且很容易出現(xiàn)操作失誤問(wèn)題，嚴(yán)重影響了煤炭的正常生產(chǎn)。煤礦開(kāi)采過(guò)程中，部分小型儀器實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化與智能化發(fā)展，但發(fā)展并不十分成熟，屬于起步階段。當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展較快，競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，煤礦企業(yè)如果不能更好的掌握智能技術(shù)的發(fā)展方向，則會(huì)嚴(yán)重影響煤炭開(kāi)采效率，降低其經(jīng)濟(jì)效益水平。

1.3煤礦機(jī)械設(shè)備材料質(zhì)量差，設(shè)備使用壽命較短

煤礦機(jī)械設(shè)備的主要材料便是鋼鐵，其質(zhì)量水平與機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況、使用壽命以及質(zhì)量水平存在直接聯(lián)系。但由于我國(guó)相關(guān)技術(shù)發(fā)展比較落后，以致鋼材生產(chǎn)行業(yè)多生產(chǎn)中低端鋼材，高端鋼材生產(chǎn)量較低。為了提升機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量水平，制造企業(yè)需要進(jìn)口高端鋼材，這便無(wú)形增大了制造成本，且降低了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。而如果以成本為主，使用質(zhì)量一般的鋼材制造設(shè)備，會(huì)很容易導(dǎo)致質(zhì)量缺陷問(wèn)題，不但會(huì)影響正常的生產(chǎn)流程，也會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，甚至?xí)l(fā)安全事故問(wèn)題，威脅了工作人員的人身安全。

1.4煤礦機(jī)械設(shè)備環(huán)保程度較低，破壞環(huán)境資源

煤炭開(kāi)采行業(yè)對(duì)環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，且對(duì)自然資源的破壞較大，涉及土壤、水系、植被等多個(gè)方面，消耗了更多能量。在機(jī)械設(shè)備的智能化發(fā)展過(guò)程中，若企業(yè)無(wú)法更好的處理自然和諧關(guān)系，不但會(huì)破壞生態(tài)平衡，還會(huì)阻礙煤炭的正常生產(chǎn)。目前我國(guó)煤礦機(jī)械工程設(shè)備的綠色科技含量較低，在廢棄物與有害物質(zhì)處理方面經(jīng)驗(yàn)不足。煤礦開(kāi)采期間需伴隨充填采空區(qū)、水開(kāi)采以及瓦斯開(kāi)采等工程，這樣可以一定程度上降低環(huán)境破壞程度，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展，但這也是智能化發(fā)展過(guò)程中的缺陷所在。

1.5煤礦機(jī)械操作人員素質(zhì)較低，無(wú)法掌握復(fù)雜操作

在煤礦機(jī)械工程中，智能化得到了一定發(fā)展，但從事相關(guān)工作的職工綜合素質(zhì)卻并不高，缺乏一定的工作經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法熟練掌握機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜操作流程。煤礦開(kāi)采往往伴隨很多緊急情況，但當(dāng)前多數(shù)工作人員無(wú)法一定的操作技能，不能采取正確的操作措施，甚至在緊急情況下還會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤操作，不但無(wú)法避免故障問(wèn)題，甚至?xí)l(fā)更大的安全隱患。

2煤礦機(jī)械工程智能化應(yīng)用分析

2.1采掘方面的機(jī)械工程智能化應(yīng)用

電牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)屬于當(dāng)前煤礦機(jī)械工程中較為常用的采掘機(jī)，使用效果較好。此系統(tǒng)可以確保足夠的采掘動(dòng)力，且提升了裝機(jī)功率，提高了機(jī)械設(shè)備的工作效率。在故障診斷與計(jì)算機(jī)技術(shù)方面，采掘技術(shù)智能化主要以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，采用了傳感器故障診斷輔助模式，可以精準(zhǔn)診斷故障問(wèn)題，提升了工作效率。由此看出，點(diǎn)牽引技術(shù)在煤炭行業(yè)得到了一定普及，并在記憶割煤以及煤巖識(shí)別等方面也得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。同時(shí)，采掘設(shè)備還采用了遙控與遠(yuǎn)控技術(shù)，隨著煤炭開(kāi)采技術(shù)要求的不斷提升，為了確保操作人員安全，應(yīng)可以遠(yuǎn)距離操作與駕駛機(jī)器，工作人員應(yīng)在設(shè)備工作環(huán)境外，通過(guò)操作遙控手柄完成采掘。對(duì)此，應(yīng)為采掘設(shè)備安裝遙控控制系統(tǒng)，其主要由遙控發(fā)射器、遙控接收器、PLC控制器以及人機(jī)界面等組成。通過(guò)遙控操作，工作人員可以及時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便進(jìn)行后續(xù)的控制工作。

2.2煤炭運(yùn)輸方面的機(jī)械工程智能化應(yīng)用

當(dāng)前煤礦開(kāi)采效率不斷提升，其在運(yùn)輸方面也增添了多項(xiàng)要求。在大型煤礦開(kāi)采過(guò)程中，企業(yè)運(yùn)輸煤炭時(shí)往往采用膠帶運(yùn)輸機(jī)，為了確保帶式運(yùn)輸機(jī)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，應(yīng)為其使用中壓變頻驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，以確保其在低速狀態(tài)下也可以平穩(wěn)啟動(dòng)。為了確保運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)為其安裝液壓自控張緊裝置，確保其在張力變化情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)張力與行程。除此之外，運(yùn)輸期間也經(jīng)常使用刮板運(yùn)輸機(jī)，為了及時(shí)了解運(yùn)輸情況，應(yīng)為運(yùn)輸機(jī)安裝工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，機(jī)頭采用交叉?zhèn)刃恫贾梅绞?，機(jī)尾采用自動(dòng)伸縮裝置，在降低故障發(fā)生幾率的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。為了提升焊接質(zhì)量水平，確保運(yùn)輸機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，企業(yè)還應(yīng)利用機(jī)器人自動(dòng)焊接中槽部。

2.3生產(chǎn)安全監(jiān)控方面的機(jī)械工程智能化應(yīng)用

當(dāng)前傳感器種類(lèi)與數(shù)量不斷增多，對(duì)煤礦開(kāi)采安全監(jiān)控的要求也越來(lái)越高，監(jiān)控系統(tǒng)變得越來(lái)越全面。為了提升傳感器的使用性能，保障監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)，煤礦企業(yè)應(yīng)有效提升傳感器的使用性能，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題并及時(shí)解決。為了提升煤礦機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控效果，企業(yè)應(yīng)采用基于EPA的煤礦安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其主要由信息管理層、過(guò)程監(jiān)控層以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層組成，構(gòu)成了完善的管控一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為故障排除提供了一定參考。EPA監(jiān)控系統(tǒng)可以完成復(fù)雜的煤礦安全監(jiān)控任務(wù)，構(gòu)建出適合煤礦生產(chǎn)環(huán)境與防爆要求的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制區(qū)域的有效通信，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控控制的無(wú)擾動(dòng)切換。

2.4綠色生產(chǎn)方面的機(jī)械工程智能化應(yīng)用

綠色生產(chǎn)的前提便是實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械工程的智能化運(yùn)行，其要求在確保資源供需平衡的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員充分了解煤礦開(kāi)采區(qū)域瓦斯、水資源以及其他資源的存在情況，根據(jù)實(shí)際情況針對(duì)性采取開(kāi)采措施，以減少災(zāi)害事故的發(fā)生幾率。實(shí)際煤礦開(kāi)采期間，技術(shù)人員應(yīng)有效分析開(kāi)采區(qū)域的水體情況，避免發(fā)生地面沉降問(wèn)題，不破壞地下含水層流經(jīng)，保障當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ?。開(kāi)采期間，雖然瓦斯屬于有害氣體，但其也屬于清潔能源，對(duì)此，煤礦企業(yè)在封閉井口時(shí)應(yīng)采用安裝鉆孔瓦斯抽放管的方法，做好瓦斯的開(kāi)采工作，避免自然資源的浪費(fèi)。

3結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)發(fā)展過(guò)程中，煤礦經(jīng)濟(jì)占據(jù)著十分重要的地位，且煤礦機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展水平也屬于衡量現(xiàn)代化的重要指標(biāo)。當(dāng)前社會(huì)對(duì)煤炭需求量不斷增加，為了提升煤炭的開(kāi)采效率，企業(yè)必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的智能化發(fā)展。同時(shí)，煤礦生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，井下環(huán)境受到多種因素的影響。本文便基于此分析了煤礦機(jī)械工程的智能化發(fā)展問(wèn)題，指出了具體的解決措施，以期提高煤礦機(jī)械工程的開(kāi)采效率。

作者：史哲敏 單位：山西省汾西瑞泰公司正中煤業(yè)