煤矿机械工程智能化发展与应用

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随着全球经济的快速发展，我国经济面临着更多的挑战与机遇，煤炭行业属于国民经济发展的主要动力，直接推动着经济的快速发展。目前我国煤炭行业已经发展相对成熟，并形成了一定规模，这也为煤矿机械工程的智能化发展打下了坚实的基础。科学技术在当前社会发展过程中占据十分重要的地位，煤炭行业的发展衡量标准不能仅以煤炭开采量为标准，应纳入智能化的发展程度指标。但我国煤矿机械工程在智能化发展过程中存在很多问题，亟需解决，这样才可以确保煤矿机械工程智能化的顺利发展。

1煤矿机械工程智能化发展存在的问题

1.1煤矿机械设备结构复杂，不能适应生产环境

煤矿开采属于自然资源的开采行业，规模较大，机械设备结构复杂且体积较大，在矿井相对狭小的空间内，结构较大的机械设备很难得到有效使用，以致影响了其正常的开采功能，降低了设备的利用率与生产效率。同时，在复杂开采环境中，煤矿机械设备还会受到严重的影响，会因腐蚀等原因缩短寿命，增大了企业的生产成本。除此之外，受特殊地质情况的影响，部分开采环境中无法使用机械设备，以致降低了煤矿开采的机械化水平，影响了正常的开采进度。

1.2煤矿机械设备科技水平低，数字化智能程度低

相较国外发达国家，我国的现代化发展水平较低，设备的科技含量与数字化智能化程度均较低。在煤矿生产过程中，我国多数接卸设备均采用人工操控方法，这样不断浪费了很多的人力与物力资源，且很容易出现操作失误问题，严重影响了煤炭的正常生产。煤矿开采过程中，部分小型仪器实现了数字化与智能化发展，但发展并不十分成熟，属于起步阶段。当前信息技术发展较快，竞争愈发激烈，煤矿企业如果不能更好的掌握智能技术的发展方向，则会严重影响煤炭开采效率，降低其经济效益水平。

1.3煤矿机械设备材料质量差，设备使用寿命较短

煤矿机械设备的主要材料便是钢铁，其质量水平与机械设备的运行情况、使用寿命以及质量水平存在直接联系。但由于我国相关技术发展比较落后，以致钢材生产行业多生产中低端钢材，高端钢材生产量较低。为了提升机械设备的质量水平，制造企业需要进口高端钢材，这便无形增大了制造成本，且降低了市场竞争实力。而如果以成本为主，使用质量一般的钢材制造设备，会很容易导致质量缺陷问题，不但会影响正常的生产流程，也会缩短设备的使用寿命，甚至会引发安全事故问题，威胁了工作人员的人身安全。

1.4煤矿机械设备环保程度较低，破坏环境资源

煤炭开采行业对环境的污染比较严重，且对自然资源的破坏较大，涉及土壤、水系、植被等多个方面，消耗了更多能量。在机械设备的智能化发展过程中，若企业无法更好的处理自然和谐关系，不但会破坏生态平衡，还会阻碍煤炭的正常生产。目前我国煤矿机械工程设备的绿色科技含量较低，在废弃物与有害物质处理方面经验不足。煤矿开采期间需伴随充填采空区、水开采以及瓦斯开采等工程，这样可以一定程度上降低环境破坏程度，实现绿色可持续发展，但这也是智能化发展过程中的缺陷所在。

1.5煤矿机械操作人员素质较低，无法掌握复杂操作

在煤矿机械工程中，智能化得到了一定发展，但从事相关工作的职工综合素质却并不高，缺乏一定的工作经验，无法熟练掌握机械设备的复杂操作流程。煤矿开采往往伴随很多紧急情况，但当前多数工作人员无法一定的操作技能，不能采取正确的操作措施，甚至在紧急情况下还会发生错误操作，不但无法避免故障问题，甚至会引发更大的安全隐患。

2煤矿机械工程智能化应用分析

2.1采掘方面的机械工程智能化应用

电牵引驱动系统属于当前煤矿机械工程中较为常用的采掘机，使用效果较好。此系统可以确保足够的采掘动力，且提升了装机功率，提高了机械设备的工作效率。在故障诊断与计算机技术方面，采掘技术智能化主要以计算机技术为核心，采用了传感器故障诊断辅助模式，可以精准诊断故障问题，提升了工作效率。由此看出，点牵引技术在煤炭行业得到了一定普及，并在记忆割煤以及煤岩识别等方面也得到了长远发展。同时，采掘设备还采用了遥控与远控技术，随着煤炭开采技术要求的不断提升，为了确保操作人员安全，应可以远距离操作与驾驶机器，工作人员应在设备工作环境外，通过操作遥控手柄完成采掘。对此，应为采掘设备安装遥控控制系统，其主要由遥控发射器、遥控接收器、PLC控制器以及人机界面等组成。通过遥控操作，工作人员可以及时了解系统的运行情况，以便进行后续的控制工作。

2.2煤炭运输方面的机械工程智能化应用

当前煤矿开采效率不断提升，其在运输方面也增添了多项要求。在大型煤矿开采过程中，企业运输煤炭时往往采用胶带运输机，为了确保带式运输机可以实现连续可调，应为其使用中压变频驱动控制技术，以确保其在低速状态下也可以平稳启动。为了确保运输机的稳定运行，应为其安装液压自控张紧装置，确保其在张力变化情况下自动调节张力与行程。除此之外，运输期间也经常使用刮板运输机，为了及时了解运输情况，应为运输机安装工况监测系统，机头采用交叉侧卸布置方式，机尾采用自动伸缩装置，在降低故障发生几率的基础上延长设备的使用寿命。为了提升焊接质量水平，确保运输机稳定可靠运行，企业还应利用机器人自动焊接中槽部。

2.3生产安全监控方面的机械工程智能化应用

当前传感器种类与数量不断增多，对煤矿开采安全监控的要求也越来越高，监控系统变得越来越全面。为了提升传感器的使用性能，保障监控系统的正常运营，煤矿企业应有效提升传感器的使用性能，技术人员应及时发现故障问题并及时解决。为了提升煤矿机械设备的监控效果，企业应采用基于EPA的煤矿安全网络系统，其主要由信息管理层、过程监控层以及现场设备层组成，构成了完善的管控一体化网络结构，为故障排除提供了一定参考。EPA监控系统可以完成复杂的煤矿安全监控任务，构建出适合煤矿生产环境与防爆要求的工业网络平台，可以实现各个控制区域的有效通信，实现了监控控制的无扰动切换。

2.4绿色生产方面的机械工程智能化应用

绿色生产的前提便是实现煤矿机械工程的智能化运行，其要求在确保资源供需平衡的基础上，技术人员充分了解煤矿开采区域瓦斯、水资源以及其他资源的存在情况，根据实际情况针对性采取开采措施，以减少灾害事故的发生几率。实际煤矿开采期间，技术人员应有效分析开采区域的水体情况，避免发生地面沉降问题，不破坏地下含水层流经，保障当地居民的正常生活。开采期间，虽然瓦斯属于有害气体，但其也属于清洁能源，对此，煤矿企业在封闭井口时应采用安装钻孔瓦斯抽放管的方法，做好瓦斯的开采工作，避免自然资源的浪费。

3结语

在我国发展过程中，煤矿经济占据着十分重要的地位，且煤矿机械自动化发展水平也属于衡量现代化的重要指标。当前社会对煤炭需求量不断增加，为了提升煤炭的开采效率，企业必须实现机械工程的智能化发展。同时，煤矿生产环境比较恶劣，井下环境受到多种因素的影响。本文便基于此分析了煤矿机械工程的智能化发展问题，指出了具体的解决措施，以期提高煤矿机械工程的开采效率。

作者：史哲敏 单位：山西省汾西瑞泰公司正中煤业