【工学论文】机械采煤技术与电气自动化的应用

【摘要】本文主要分析了目前电气自动化技术的发展现状，阐述了电气技术在煤矿企业中的应用的意义，并介绍了电气自动化技术在煤矿机械采煤中的应用。

　　　【关键词】机械采煤技术，电气自动化，应用

　　　前言

　　　随着我国社会经济的发展以及科学技术水平的提高，煤矿生产的自动化程度也越来越高。这在很大程度上推动了煤矿企业的发展，极大的提高了煤矿企业的生产力。在煤矿企业的生产中，电气自动化技术的应用水平对煤矿企业的发展有着非常重要的意义。

　　　二、电气自动化技术发展现状

　　　1.自动化平台的发展

　　　现今，Windows已成为事实上的标准工控平台。电气自动化领域中对计算机的依赖程度不断加大，Windows平台具有丰富的系统，诸如NT、CE、InternetExplore等，成为了工业控制的标准化平台。

　　　2.现场总线以及分布式控制系统在设备中的应用

　　　现场总线属于串行连接的一种自动化系统，在进行智能设备的双向传输过程中得到广泛的应用。而分布式控制则是将现场设备、I／O模块以及PLC等利用总线将其串接起来，从而可以将单一的输入／输出模块转换成为现场检测设备与执行设备。

　　　三、采煤机械设备的发展

　　　1.采煤机

　　　采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、高电压、大截深、大采高强力滚筒采煤机，采煤机功率已经超过1200KW，电压由过去的1140V发展到现在普遍使用的3300V，采煤机截深达到l一1.2m，从有链牵引、无链液压调速牵引方式，逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引，最大牵引速度可达到29m／min。

　　　输送机

　　　工作面刮板输送机采用软启动技术，使用双缓液偶合器或排水型偶合器，配有程序逻辑控制器控制水的流速和故障诊断和工矿检测技术，可以连续监测输送机各部件的运行状态，进行故障诊断和报警。

　　　液压支架

　　　液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层，支架型式由占主导的掩护式，逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤(单输送机)、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。液压支架结构件材料越来越多的采用高强度钢材，使支架的寿命和可靠性大大提高；液压支架控制系统采用电液控制，使支架的动作自动连续进行。

　　　四、电气技术在煤矿企业中的应用的意义

　　　1、煤矿企业发展因素分析

　　　纵观煤矿企业的发展，不难发现，企业的科技研发能力、员工素质能力和创新能力与一个企业的发展历程密切相关，同时这些因素也都集中表现在煤矿企业的采煤工艺上。电气技术可以弥补机械化缺陷，综合机械化结合电气技术也使采煤工作更具人性化，而且对实现安全生产也具有重要意义，其使采煤作业也有的放矢，在一定程度上，也保证了我国煤矿发展的可持续性。所以，机电一体化的发展模式是煤炭业的发展方向，也是提升竞争力的核心技术。总之，在煤炭市场的竞争中，企业竞争力的首要影响因素就是科技，要想实现煤矿企业的高效安全生产，首要任务是提高企业的电气技术水平。

　　　2、电气技术对煤矿企业的意义

　　　煤炭是重要的生产能源，所以煤矿企业在我国经济发展中作用不言而喻。因此，国家更加重视煤炭行业的可持续发展，对煤矿企业的循环发展也给予了高度的重视。电气设备及配电系统关系到一个煤矿的安全及生产能力。在过去，我国矿井电气设备科技含量低，外加配电系统不完善，致使我国出现严重的煤炭安全事故及隐患。所以，建立智能化的电力开采系统，是我国煤矿企业不断追寻的目标。这不仅可以防止跳闸甚至电网瘫痪，而且还可以保证电网质量，优化大型设备在远距离工作面运作的功效，进而保证开采工作的顺利完成。随着煤矿企业传统发展模式深层次弊病的不断暴露，新型的循环发展模式备受国家政府、专家及企业的关注。将先进电气技术应用到煤炭行业中，是实现煤炭业可持续循环发展的保证，不仅能够提高煤矿企业竞争力，促进煤炭业的发展，同时还能够保证我国的能源需求，实现经济稳定发展。

　　　3、电气自动化技术能够提高采煤生产效率

　　　目前，采煤生产中的自动化系统已经非常智能，例如出现了采煤机自动运行控制系统，采煤机的工矿在线监测、传输和显示系统，故障预报及诊断、专家诊断系统，综采工作面装备远程监控系统和综采装备液压支架等。采煤机的远程监控和综采装备液压支架可以采用自动化系统，例如采煤机根据变化的煤层自动割煤及根据煤层的软硬对采煤速度进行自动调节，对各受力点的状态和动态监测综采液压系统压力进行检验并完善，对支架推移输送机的拉移自动进行调节，面对问题能够非常智能的做出正确的判断等。此外，在煤矿项目的调研、选型工作方面，自动化技术应用可以提高其工作效率和技术精度。

　　　4、电气自动化技术的应用能够释放煤矿劳动力

　　　近年来，随着计算机技术的进步，计算机技术大量运用于煤炭自动化技术当中，煤矿工人的体力劳动大大减轻。电气自动化的核心装置是计算机，而计算机有非常强的存贮和运算能力，且功耗和体积较小，非常适合于工作空间不大的煤矿电气自动化产品，从而使煤炭行业的自动化程度不断提高。相应地出现了一批高科技水平的煤炭机电设备，如具有通信功能的煤矿电气自动化产品等。如今的煤矿电气自动化设备能够判断周围环境的状态，能够让设备保持最优的状态并对环境自动适应，同时能及时准确地对采集的参数进行分析，然后诊断故障，再对这些诊断结果进行分析，以此预测以后工作过程中的故障。在比较恶劣的工作环境下矿用传感器也能进行信号的测量，并且具备自我调节、自诊断、自校正以及状态识别等功能。

　　　五、电气自动化技术在煤矿机械采煤中的应用

　　　目前在发达国家液压支架电液控制系统已经得到广泛的应用，且都成为综采的关键技术设备，在这方面我国与发达国家之间还存在着一些差距，但液压支架电液控制系统将成为今后采煤机械设备的发展方向，促进煤矿企业在开采过程中机电一体化技术应用的步伐。

　　图1自动化通信系统

　　　1.在采煤过程中运用电气自动化技术显得更人性化

　　　一般情况下，运用采煤机进行采煤的工作进程是从厚煤层和中煤层开始的，然后渐渐的开采到薄煤层去，而薄煤层的开采一直以来都是煤矿企业在开采过程中难度较高的难以开采的煤层，薄煤层的煤产量在煤田的可采总储量中比例较大，因此，开采薄煤层是现在煤矿企业采煤工作中的一个重点。而电气自动化技术能够对采煤机在进行采煤工作的时候进行远程监控，使得采煤的技术更加的人性化和增加了安全性，能够根据煤层的厚度和煤层的变化进行自动开采，从而实现煤矿企业的高产高效的目标，使得综合机械化的采煤技术也步上一个新的发展阶段。

　　　2.采煤机在电气自动化技术应用到煤矿生产中不断的完善

　　图2自动化采煤

　　　随着现在信息化技术的快速发展和不断提高，电气自动化技术在煤矿生产中的应用也越来越广泛。在综合机械化的采煤技术前提下加入电气自动化技术使煤矿在采煤过程中显得更加的人性化和安全，使采煤工作显得更加的有的放矢，逐步的完善和利用电气自动化在煤矿采煤过程中作用，在一定程度上能够保持我国煤矿发展和开采工作的可持续性。在煤矿生产中善于利用电气自动化技术，使其先进、具有人性化的技术特点更好的在煤矿开采过程中充分的发挥出来，从而使煤矿企业的经济效益和社会效益得到明显的提高，在煤矿企业中将"科学发展观"切实的落实到实处，进一步实现现代化煤矿的高产高效目标。

　　　3.现代化技术逐步普及，现代化的煤矿生产技术需要不断加强，采煤机械设备供应商开始重点对电气自动化技术在采煤机械中的应用进行技术改进。开始将研究方向对采煤机械的机械性能的远程监测、故障实时诊断、采煤机械自动运行、自动控制采煤机械和工作情况预警等方向转变。目前机械采煤技术已经有了一定的提高。但是根据实际情况和我国对电气自动化采煤机械要求的提高，采煤机械的设计师们，还应该考虑到其他因素:比如极其恶劣的采煤工作环境、十分狭窄的采煤空间、光线不足和对人体或生产安全有一定影响的粉尘、噪音和瓦斯等物质。全面考虑采煤机械的作业环境，研究设计能适应各种环境、技术水平更高的电气自动化的采煤机械。

　　　4.电气自动化技术在采煤机械中的运用，帮助采煤机械逐渐的改进工艺，提高采煤机械的技术能力。随着我国煤炭开采的技术发展，中厚煤层开采设备已经不能满足煤炭开采需要，机械采煤开始朝着薄煤层发展，并且采煤机械的功率也在朝着大功率发展。而且目前已经开始应用了大型的强度高的滚筒式采煤机械。牵引方式也从原先的有链式牵引朝着无链式液压型牵引、可以调速的变频式牵引和无链式的电磁滑差式的电牵引等等方向发展。液压支架则向中、厚煤层发展，不断增加高度。支架的形式正在逐渐取缔老式的掩护式，向四柱型的支撑型的低位放顶煤和双柱式的高位放顶煤及双柱型掩护式的低位放顶煤等众多方式发展。这些技术改进和技术发展都依赖于电气自动化在机械采煤中的应用。

　　　六、结语

　　　总的来说，电气自动化的应用在煤矿企业的生产和发展中有着非常重要的作用。在能源消耗比较严重的今天，企业要不断的提高自己的现代化水平，不断创新，引进新技术新设备。只有这样，企业才能创造更多的社会效益和经济效益。

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