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煤矿机械自动化关键技术探析

摘要:基于目前我国煤矿机械自动化关键技术的应用和发展现状,从不同角度分析煤矿机械自动化关键技术存在的部题,包括人才方面、理念方面、投入方面、技术方面等,特别是技术方面,为进一步研究解决煤矿机械自动化技术问题提供参考。

关键词:煤矿;机械自动化;关键技术

引言

近年来,我国经济水平不断提高,制造业取得了突飞猛进的发展,同时机械自动化的发展也得到了加快。自动化技术已在我国工程技术领域得到了广泛的应用,各种新工艺和新设备层出不穷。它们的广泛推广和应用,不仅有助于机械工程行业的发展和进步,而且可以满足我国技术商业化的发展需求。但是,在机械工程中使用自动化技术时仍然存在一些问题,特别是技术方面的问题。

1煤矿机械自动化技术的应用现状

1.1在掘进工作面的应用现状

煤炭开采是煤矿的主要生产活动,巷道掘进是为采煤作业作准备,这项工作的进展直接影响随后的回采工作。最初的回采是以掘代采,这样的工艺不仅效率低,对煤炭资源的损失量也很大,而且安全系数低,难以适应不断增长的煤炭市场需求(图1显示了2003—2013年我国对煤炭的需求一直在增长)。现在回采巷道的掘进不仅有掘进机,还有掘锚护一体机,未来还会出现智能掘进机械。这些机械的研究开发,可以大大地减少个人的劳动强度,减少人员的使用量,大大提高安全系数,掘进速度将超过1000m/月,所以机械自动化技术对煤炭的开采是非常重要的。

1.2在采煤工作面的应用现状

如今,最常用的采煤机是电牵引采煤机,这种类型的煤矿机械具有很高的自动化水平。它可以根据指定的程序进行巷道传输,也可以手动控制,因此在煤矿生产中得到广泛应用。随着多年的开采,中厚煤层逐渐枯竭,薄煤层机械化、智能化开采为机械自动化技术带来了新的挑战。这是煤矿机械自动化技术下一步需要研究和解决的问题。

1.3煤矿机械自动化发展现状

1.3.1液压支架。液压支架是煤矿回采工作面顶板支护主要设备。近几年,各科研机构都在研究支架与围岩的相互作用,采用多种手段,努力实现支架的自动化、智能化控制。目前已研发出多种使用于各类地质条件的液压支架,其适应范围为0.65~7.20m、支架中心距为1.50~2.05m、最大阻力为18800kN,能够实现电液控制支架的全部动作。其中一次采全高支架参数如表1所示。1.3.2采煤机。采煤机是煤炭开采中最主要的设备。经过20多年的研究,目前我国的煤炭开采已经基本实现遥控操作、端头控制、电控箱面板控制等,以后也能实现智能化煤岩识别截割、故障跟踪等功能。通过与采煤机厂家的不断合作研发,将来的采煤机功率将越来越大,技术性和可靠性将逐步提高,厚煤层开采的采煤机装机功率目前已突破2000kW以上。1.3.3刮板输送机。随着液压支架和采煤机的自动化技术不断进步,对刮板输送机的技术参数也有了新的要求,不管从制作刮板输送机的技术、材料、工艺上都需要不断改进,要朝着大功率、大运输能力、耐磨损、重量轻、便于检修的方向发展,这需要更先进的综合技术去实现。据了解,目前霍州煤电回采工作面最大的刮板输送机装机功率为2×855kW,运输能力为2055t/h。1.3.4皮带输送机。煤炭的连续运输是决定高产高效的重要环节,支架、采煤机、刮板输送机的装机功率在加大,如果皮带输送机的技术性能不能有效提高,还是不能实现高产高效的目标,因此研究功率大、运输量大、转速快的正向长距离皮带运输机是重点,而软启动和送带张力变化自动调节输送张力与张紧形成的平衡是关键技术。数据显示,目前我国皮带输送机的最大输送带宽度为2000mm、带速4.5m/s、运量4500t/h。

2我国机械工程自动化技术存在的问题

2.1人才方面

无论在哪个行业、哪个企业或哪个部门,人才都是最有价值的资源,它发挥着非常重要的作用,是建设和发展的基础。在我国机械工程自动化发展中,人才的缺乏是当前面临的最重要挑战之一。由于缺乏具有较强专业和创新能力的高素质人才,致使自动化技术的研究和发展缓慢,许多领域和类别均落后于发达国家,自动化技术人员的使用并不广泛。研究表明,大多数专业人员都具有扎实的理论知识,但没有实践技能。目前机械制造行业非常需要具有实践技能型的技术人才。

2.2理念方面

从公司的角度来看,现代技术正在不断发展。传统的操作模式已不能满足自动化开发的要求。公司需要不断创新,并使用扎实的理论知识和前沿概念来改善公司治理与运营效率,促进整个行业的发展和进步。但是,我国的自动化技术仍然采用传统的闭环数控系统,缺乏技术创新的能力,管理模式也有待改革。

2.3投入方面

技术研发和产业发展都需要资金与资源的支持。当前,自动化生产技术在其应用中仍然存在严重的局限性,这主要是由于我国缺乏对技术创新和研发的投资,以及相关的研究程序。许多疑问和问题都缺乏有效的激励政策,因此对技术进步、应用和研发的热情不高。

2.4技术方面

我国煤矿回采工作面的成套装备,虽然也具有很强的技术实力和份额,但和先进的采煤装备相比,还有一定的差距,其中采煤机还没有实现全过程记忆割煤、远程控制、煤岩识别等技术;液压支架还不能完全实现全工作面跟机自动化作业等;刮板输送机在软启动、关键元部件及在线故障诊断等方面还存在不足;带式输送机还在自控张紧技术、自动化监控等方面存在不足。除此之外,还存在各种设备之间不能实现联动控制、通信平台之间不能无缝连接等技术。

3结语
随着科学技术的不断发展,将自动化技术用于煤矿开采变得越来越普遍。它不仅在许多领域发挥了巨大作用,而且在经济和社会发展中发挥了非常积极的作用。在我国煤矿工程自动化的发展过程中,为了提高自动化水平、发展自动化技术,首先必须了解自身存在的问题,然后针对具体问题提出有效的解决方案。

参考文献

[1]秦小丽.机械工程自动化技术存在的问题及措施[J].世界有色金属,2020(1):224-225.

作者:郭利民 单位:霍州煤电吕临能化公司庞庞塔煤矿

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