浅谈煤矿机械工程及自动化.docx

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浅谈煤矿机械工程及自动化

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浅谈煤矿机械工程及自动化

引言

煤矿经济在我国现阶段发展中的地位是举足轻重的，而煤矿的机械自动化发展情况也是衡量其现代化的一项指标。在当前煤炭需求逐年攀升的背景下，只有实现了机械自动化才能有助于煤矿的高产高效。煤矿生产往往与当地的地质环境十分相关，尤其是井下环境受到多种因素的共同影响、环境较为恶劣，其机械设备的自动化控制就尤为重要。然而必须正视的是，我国的煤矿机械自动化发展与石油工业、电力钢铁等行业相比较，依旧处于滞后地位。因此，如何实现我国的煤矿机械自动化，是一个亟待研究的课题。通过对现状的分析来探讨机械自动化在煤炭工业中的应用，并提出其改进与努力的方向，从而为提升煤矿机械自动化水平作出贡献，具有十分重要的现实意义。

1、机械工程自动化技术的现状及制约因素

从我国机械工程自动化技术应用的现状来看，其还处于刚性自动化、单自动化的阶段，但国外一些工业发达国家已经实现了机械自动化技术的集成化、智能化、柔性化发展。在机械自动化生产的管理方面，我国一些企业仍旧是采用传统的管理模式，而发达国家已实现了计算机全程控制管理，而且在机械生产模式、工业组织与管理方面也在不断升级与创新。由此可见，我国机械自动化的发展仍然存在诸多的不足之处，而制约我国机械工程自动化技术进一步发展的因素，主要为：缺乏相关技术人才、自动化技术应用范围不够宽广、自动化技术相对落后、缺乏自动化技术的科研投入、机械自动化技术的管理不够完善等。

2、煤矿机械工程自动化

2.1、采掘机械电气自动化趋势

据《煤炭工业发展“十二五”规划》要求，全国煤矿采煤机械化程度达到７5%以上，其中大型煤矿达到95%以上。随着我国工业水平的不断提升和装备制造业的迅猛发展，最近几年各个大型煤矿企业都相继开展了煤矿综采“三机一架”机械的研发和生产，很好地契合了煤矿机械装备制造水平与煤炭工业的整体发展，取得了不错的效果。其中采掘机械多使用电牵引模式，电机采用横置驱动，功率也越来越大，现有的采掘机械装机总功率已经突破1000kw，部分大型机械的采掘功率达到1500kw，牵引部分的电机功率也达到120kw，速度达到30ｍ／ｍｉｎ。交流电牵引电机的使用不仅提高了设备的保障力度，而且更为高效，保养维护较为方便，成为主流的采掘机械设备的发展方向。信息化技术的应用大大提升了传统机械的适应能力，拓宽了机械的接入能力，大量传感器的应用也使得机械的操作以及故障诊断更为及时高效。相比较传统的工作模式效率更高，更容易学习和掌握，同时可靠性更强。而刮板输送机的大载重量输送和控制都引入了自动控制技术，使得输送机的工作更为高效，维护更为及时，避免了输送机跑偏、断轴等情况的发生。自动化技术的发展使得液压支架逐渐转向使用电液控制和高压大流量的供液，这一成熟技术的使用使得自动移架的速度可以达到每７秒移动一个支架，极大地提高了矿井顶板支护和管理工作，为下一步的生产提供精确的有效支撑。从目前情况来看，相对其他先进国家而言，我国煤炭机械装备制造水平与煤炭工业整体发展要求相比，还有一些不适应、不协调，存在着技术和装备水平发展滞后的问题。特别是具有自主知识产权的大型综采设备的制造设计、加工工艺、高强度材料和关键质量指标等方面，同国际先进水平还存在一定差距；煤炭生产技术与机械装备创新研发投入不足。即使最大的装机功率也才８３0kw，液压牵引也只有500kw，而且电牵引暂时还没发展起来，目前仍然以液牵引为主，国产电牵引采煤机在实际使用中市场占有率比较低，作为核心部件的交流电牵引的电控部分仍需要依靠国外技术甚至整机进口。现在在我国，有些煤矿生产机构正试图研制出国产的电牵引采煤机，也有一些研究成果已经投入到了煤矿的生产工作当中。由于工作面输送机的运作能力还十分低下，不仅连接强度较低，而且运煤量也比较少，加强液压支架的基础理论研究和实验，提高支架的可靠性，提供故障诊断的微机控制技术也才刚刚起步，我国高端煤矿机械设备的可靠性和自动化技术与国际先进水平还存在差距，薄煤层、中厚煤层自动化液压支架及其一些关键原部件与国际先进水平仍存在较大差距。

煤炭开采在机械自动化技术的发展中也在同步发展。煤炭开采的自动化进程基本是同步于机械自动化发展的，典型的表现为：采煤机往往配置在中厚的煤层区域，而在机械自动化技术发展的进程中，逐步出现了滚筒采煤机，这种采煤机的最大优势在于其功率大，并能够十分适应薄煤层；在传统的采煤牵引模式中，主要使用的包括有无链液压、有链牵引等，而随着机械自动化工艺的改进，当前已经能够实现无链电牵引的采煤方式，其主要的使用模式包括变频调速和电磁滑差；而传统的支架型式掩护式的采煤方式，也由于引入了机械自动化技术，渐渐演化成单输送机会让两柱掩护式等型式，取得了更好的效率。当前的煤炭开采中已