煤礦機械工程智能化發(fā)展與應用

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隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國經(jīng)濟面臨著更多的挑戰(zhàn)與機遇，煤炭行業(yè)屬于國民經(jīng)濟發(fā)展的主要動力，直接推動著經(jīng)濟的快速發(fā)展。目前我國煤炭行業(yè)已經(jīng)發(fā)展相對成熟，并形成了一定規(guī)模，這也為煤礦機械工程的智能化發(fā)展打下了堅實的基礎。科學技術在當前社會發(fā)展過程中占據(jù)十分重要的地位，煤炭行業(yè)的發(fā)展衡量標準不能僅以煤炭開采量為標準，應納入智能化的發(fā)展程度指標。但我國煤礦機械工程在智能化發(fā)展過程中存在很多問題，亟需解決，這樣才可以確保煤礦機械工程智能化的順利發(fā)展。

1煤礦機械工程智能化發(fā)展存在的問題

1.1煤礦機械設備結構復雜，不能適應生產(chǎn)環(huán)境

煤礦開采屬于自然資源的開采行業(yè)，規(guī)模較大，機械設備結構復雜且體積較大，在礦井相對狹小的空間內，結構較大的機械設備很難得到有效使用，以致影響了其正常的開采功能，降低了設備的利用率與生產(chǎn)效率。同時，在復雜開采環(huán)境中，煤礦機械設備還會受到嚴重的影響，會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，受特殊地質情況的影響，部分開采環(huán)境中無法使用機械設備，以致降低了煤礦開采的機械化水平，影響了正常的開采進度。

1.2煤礦機械設備科技水平低，數(shù)字化智能程度低

相較國外發(fā)達國家，我國的現(xiàn)代化發(fā)展水平較低，設備的科技含量與數(shù)字化智能化程度均較低。在煤礦生產(chǎn)過程中，我國多數(shù)接卸設備均采用人工操控方法，這樣不斷浪費了很多的人力與物力資源，且很容易出現(xiàn)操作失誤問題，嚴重影響了煤炭的正常生產(chǎn)。煤礦開采過程中，部分小型儀器實現(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。當前信息技術發(fā)展較快，競爭愈發(fā)激烈，煤礦企業(yè)如果不能更好的掌握智能技術的發(fā)展方向，則會嚴重影響煤炭開采效率，降低其經(jīng)濟效益水平。

1.3煤礦機械設備材料質量差，設備使用壽命較短

煤礦機械設備的主要材料便是鋼鐵，其質量水平與機械設備的運行情況、使用壽命以及質量水平存在直接聯(lián)系。但由于我國相關技術發(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。為了提升機械設備的質量水平，制造企業(yè)需要進口高端鋼材，這便無形增大了制造成本，且降低了市場競爭實力。而如果以成本為主，使用質量一般的鋼材制造設備，會很容易導致質量缺陷問題，不但會影響正常的生產(chǎn)流程，也會縮短設備的使用壽命，甚至會引發(fā)安全事故問題，威脅了工作人員的人身安全。

1.4煤礦機械設備環(huán)保程度較低，破壞環(huán)境資源

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

1.5煤礦機械操作人員素質較低，無法掌握復雜操作

在煤礦機械工程中，智能化得到了一定發(fā)展，但從事相關工作的職工綜合素質卻并不高，缺乏一定的工作經(jīng)驗，無法熟練掌握機械設備的復雜操作流程。煤礦開采往往伴隨很多緊急情況，但當前多數(shù)工作人員無法一定的操作技能，不能采取正確的操作措施，甚至在緊急情況下還會發(fā)生錯誤操作，不但無法避免故障問題，甚至會引發(fā)更大的安全隱患。

2煤礦機械工程智能化應用分析

2.1采掘方面的機械工程智能化應用

電牽引驅動系統(tǒng)屬于當前煤礦機械工程中較為常用的采掘機，使用效果較好。此系統(tǒng)可以確保足夠的采掘動力，且提升了裝機功率，提高了機械設備的工作效率。在故障診斷與計算機技術方面，采掘技術智能化主要以計算機技術為核心，采用了傳感器故障診斷輔助模式，可以精準診斷故障問題，提升了工作效率。由此看出，點牽引技術在煤炭行業(yè)得到了一定普及，并在記憶割煤以及煤巖識別等方面也得到了長遠發(fā)展。同時，采掘設備還采用了遙控與遠控技術，隨著煤炭開采技術要求的不斷提升，為了確保操作人員安全，應可以遠距離操作與駕駛機器，工作人員應在設備工作環(huán)境外，通過操作遙控手柄完成采掘。對此，應為采掘設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控制器以及人機界面等組成。通過遙控操作，工作人員可以及時了解系統(tǒng)的運行情況，以便進行后續(xù)的控制工作。

2.2煤炭運輸方面的機械工程智能化應用

當前煤礦開采效率不斷提升，其在運輸方面也增添了多項要求。在大型煤礦開采過程中，企業(yè)運輸煤炭時往往采用膠帶運輸機，為了確保帶式運輸機可以實現(xiàn)連續(xù)可調，應為其使用中壓變頻驅動控制技術，以確保其在低速狀態(tài)下也可以平穩(wěn)啟動。為了確保運輸機的穩(wěn)定運行，應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調節(jié)張力與行程。除此之外，運輸期間也經(jīng)常使用刮板運輸機，為了及時了解運輸情況，應為運輸機安裝工況監(jiān)測系統(tǒng)，機頭采用交叉?zhèn)刃恫贾梅绞剑瑱C尾采用自動伸縮裝置，在降低故障發(fā)生幾率的基礎上延長設備的使用壽命。為了提升焊接質量水平，確保運輸機穩(wěn)定可靠運行，企業(yè)還應利用機器人自動焊接中槽部。

2.3生產(chǎn)安全監(jiān)控方面的機械工程智能化應用

當前傳感器種類與數(shù)量不斷增多，對煤礦開采安全監(jiān)控的要求也越來越高，監(jiān)控系統(tǒng)變得越來越全面。為了提升傳感器的使用性能，保障監(jiān)控系統(tǒng)的正常運營，煤礦企業(yè)應有效提升傳感器的使用性能，技術人員應及時發(fā)現(xiàn)故障問題并及時解決。為了提升煤礦機械設備的監(jiān)控效果，企業(yè)應采用基于EPA的煤礦安全網(wǎng)絡系統(tǒng)，其主要由信息管理層、過程監(jiān)控層以及現(xiàn)場設備層組成，構成了完善的管控一體化網(wǎng)絡結構，為故障排除提供了一定參考。EPA監(jiān)控系統(tǒng)可以完成復雜的煤礦安全監(jiān)控任務，構建出適合煤礦生產(chǎn)環(huán)境與防爆要求的工業(yè)網(wǎng)絡平臺，可以實現(xiàn)各個控制區(qū)域的有效通信，實現(xiàn)了監(jiān)控控制的無擾動切換。

2.4綠色生產(chǎn)方面的機械工程智能化應用

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

3結語

在我國發(fā)展過程中，煤礦經(jīng)濟占據(jù)著十分重要的地位，且煤礦機械自動化發(fā)展水平也屬于衡量現(xiàn)代化的重要指標。當前社會對煤炭需求量不斷增加，為了提升煤炭的開采效率，企業(yè)必須實現(xiàn)機械工程的智能化發(fā)展。同時，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械工程的智能化發(fā)展問題，指出了具體的解決措施，以期提高煤礦機械工程的開采效率。

作者：史哲敏 單位：山西省汾西瑞泰公司正中煤業(yè)