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摘要：煤炭作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展能源支柱的局面短時間內(nèi)是不會改變的，因此研究煤礦機(jī)械工程的智能化發(fā)展與應(yīng)用有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章通過對煤礦機(jī)械工程發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出當(dāng)前我國煤礦機(jī)械工程智能化過程中存在的問題，闡述了煤礦機(jī)械工程自動化的相關(guān)應(yīng)用，并對煤礦機(jī)械智能化的發(fā)展趨勢和前景進(jìn)行了預(yù)測和展望。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械工程；智能化；煤炭開采；工程設(shè)備；煤炭采掘

21世紀(jì)是信息化時代，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇，煤炭行業(yè)可以說是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力，在推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面有著十分重要的作用。當(dāng)前我國煤炭行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)相對比較成熟，而且已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，并有逐漸擴(kuò)大的趨勢，這就為煤礦機(jī)械工程的智能化發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。在以科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力的時代，煤炭行業(yè)的發(fā)展情況并不能僅僅以煤炭開采量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，需要將自動化智能化程度納入到衡量的范疇內(nèi)，從而保證煤炭行業(yè)的快速健康發(fā)展。但是就目前形勢來看，我國煤礦機(jī)械工程在智能化發(fā)展的過程中，遇到了一些問題，需要我們努力去克服，才能保證煤礦機(jī)械工程智能化的順利發(fā)展。下面筆者將針對相關(guān)問題展開論述：

1煤礦機(jī)械工程發(fā)展現(xiàn)狀分析

煤礦機(jī)械工程經(jīng)過了半個多世紀(jì)的發(fā)展，到目前已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，逐漸形成了比較完整的生產(chǎn)體系，生產(chǎn)能力在一定程度上有了很大的提高，但是與發(fā)達(dá)國家相比，還有著諸多方面的不足。發(fā)達(dá)國家經(jīng)過工業(yè)革命的改革和洗禮，不論是在生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)層面還是管理體系層面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我國，而且這種局面將仍然會長期存在。雖然我國煤礦機(jī)械工程的整個發(fā)展過程都是在與發(fā)達(dá)國家縮小差距，始終是一種趕超的狀態(tài)，但是在短時間內(nèi)仍然處于相對落后的狀態(tài)。盡管已經(jīng)取得了較大的發(fā)展成就，但是仍然暴露出了一定的不足，尤其是隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展進(jìn)步，我國對煤炭能源的需求量不斷增多，對于煤礦的開采技術(shù)和硬件配置方面提出了更高的要求，煤礦機(jī)械工程方面所暴露出的問題也逐漸增多。當(dāng)前我國煤礦機(jī)械工程的落后主要包括煤炭核心技術(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)理論、產(chǎn)品質(zhì)量、檢測手段等方面，幾乎涵蓋了煤礦機(jī)械工程的所有相關(guān)領(lǐng)域，煤礦機(jī)械工程的智能化發(fā)展障礙重重，需要我們解決的問題有很多。

2煤礦機(jī)械工程智能化過程中存在的問題

2.1煤炭機(jī)械工程設(shè)備比較笨重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈活適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的能力較差

煤炭開采行業(yè)作為一種自然資源開采行業(yè)，通常具有十分龐大的規(guī)模，煤炭機(jī)械設(shè)備的體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜是其共同的特點(diǎn)，這樣在礦井中相對狹小的空間內(nèi)，巨大的機(jī)械設(shè)備很難靈活使用，影響其正常功能的發(fā)揮，這樣就會造成生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率的降低，而且設(shè)備搬遷的難度也很大。同時機(jī)械設(shè)備在適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境能力方面還存在著一定的不足，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境往往會對設(shè)備造成嚴(yán)重的影響，縮短其使用壽命，無形中增加生產(chǎn)成本。有些特殊地質(zhì)環(huán)境則不能夠使用機(jī)械設(shè)備，這樣就降低了煤礦機(jī)械工程的機(jī)械化水平，阻礙了煤礦的正常生產(chǎn)。

2.2煤礦機(jī)械工程設(shè)備的科技含量較低，數(shù)字化智能化程度偏低

21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給我國國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域所帶來的變化是十分巨大的，但是在煤礦機(jī)械工程中，我國的現(xiàn)代化水平與發(fā)達(dá)國家相比還有著很大的差距，不論是設(shè)備的科技含量還是數(shù)字化智能化程度都相對偏低。在我國，大多數(shù)的接卸設(shè)備都是用人工操控的，不僅浪費(fèi)了大量的人力，而且容易出現(xiàn)操作失誤，給生產(chǎn)帶來極大的損失。初步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化的只是小部分的小型儀器，而且正處于起步階段，發(fā)展十分不成熟。在信息科技更新?lián)Q代十分迅速的今天，競爭也十分激烈，如果不能夠充分把握好智能化技術(shù)的發(fā)展，將會制約煤礦生產(chǎn)的發(fā)展。

2.3煤礦機(jī)械工程設(shè)備的材料質(zhì)量較差，設(shè)備使用壽命較短

煤礦機(jī)械工程設(shè)備的生產(chǎn)離不開鋼鐵，鋼鐵質(zhì)量的好壞往往決定著機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況和使用壽命，受到煉鋼技術(shù)等因素的約束，我國的鋼材生產(chǎn)主要以中低端鋼材為主，高端鋼材生產(chǎn)一直是短板。要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的煤礦機(jī)械設(shè)備，就需要大量進(jìn)口高端鋼材，這樣就增加了生產(chǎn)成本，而且在市場上也缺乏足夠的競爭力，很難承受國外市場的競爭沖擊，從而在市場份額占有方面處于劣勢。降低生產(chǎn)成本就需要采用質(zhì)量一般的鋼材，雖然價格比較適中，但是往往存在一定的質(zhì)量缺陷，設(shè)備的使用壽命會相對縮短，而且容易出現(xiàn)故障，給煤礦開采生產(chǎn)帶來一定的障礙，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)安全生產(chǎn)事故，威脅工作人員的人身安全。

2.4煤礦機(jī)械工程設(shè)備環(huán)保程度較低，嚴(yán)重破壞環(huán)境，浪費(fèi)資源

煤炭產(chǎn)業(yè)是一門污染十分嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)，對于自然環(huán)境的破壞很大，涵蓋土壤、水系、植被等方面，而且耗能十分巨大，如果在智能化發(fā)展過程中不處理好與自然的和諧關(guān)系，破壞生態(tài)平衡，將阻礙煤礦生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前我國煤礦機(jī)械工程設(shè)備綠色環(huán)保科技含量較低，在有害物質(zhì)和廢棄物的處理方面存在著較大的缺陷。煤礦開采的同時也伴隨著水開采、瓦斯開采、采空區(qū)充填等，這樣能夠提高資源的利用率，還能夠減少對環(huán)境的污染破壞，實(shí)現(xiàn)采礦的綠色可持續(xù)發(fā)展，這也是智能化發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。

2.5從事智能化煤礦機(jī)械操作的人員整體素質(zhì)偏低，很難完全掌握復(fù)雜的操作

雖然智能化在煤礦機(jī)械工程中有了一定的發(fā)展，但是從事相關(guān)工作的工作人員的綜合素質(zhì)總體不高，工作經(jīng)驗(yàn)相對薄弱，面對機(jī)械設(shè)備復(fù)雜的操作，很難熟練地掌握。煤礦開采往往伴隨著一些緊急情況的發(fā)生，具有很強(qiáng)的不確定性，在面對這些緊急情況的時候，工作人員往往很難采取正確有效的措施來應(yīng)對，難以憑借自己的操作來把損失降到最低。甚至?xí)蚯闆r緊急而采取錯誤操作，不僅不能減少損失，還有可能造成更為嚴(yán)重的后果。

3煤礦機(jī)械工程智能化的應(yīng)用

3.1煤礦機(jī)械工程智能化在煤炭采掘方面的應(yīng)用

就目前形勢來看，煤炭采掘機(jī)以點(diǎn)牽引驅(qū)動系統(tǒng)作為采掘動力已經(jīng)成為了發(fā)展主要趨勢，而且已經(jīng)取得了一定的成就，甚至有些采掘機(jī)已經(jīng)發(fā)展使用了多點(diǎn)驅(qū)動系統(tǒng)，而且裝機(jī)功率越來越大，在保證充足動力的同時大大提高了機(jī)器的工作效率。交流電機(jī)的使用不僅提高了機(jī)器的可靠度，且維修工作十分簡單方便。采掘技術(shù)中的智能化體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和故障診斷技術(shù)等方面，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)核心，以傳感器及故障診斷系統(tǒng)為輔助，形成了采掘的智能化發(fā)展，傳感器能夠?qū)⒉删蚯闆r實(shí)時反映到管理系統(tǒng)中，故障診斷系統(tǒng)能夠?qū)收线M(jìn)行精確的診斷，大大提高了工作效率，采掘設(shè)備上的某些缺陷和不足得到了一定程度上的彌補(bǔ)。點(diǎn)牽引技術(shù)在我國煤炭采掘行業(yè)尚未得到普及，發(fā)展?jié)摿艽螅谟洃浉蠲骸C(jī)載視頻、遠(yuǎn)程遙控、煤巖識別等方面也有了長足的發(fā)展。

3.2煤礦機(jī)械工程智能化在煤炭運(yùn)輸方面的應(yīng)用

隨著采煤效率的提高，在煤炭運(yùn)輸方面也相應(yīng)地提出了新的要求，大型煤礦企業(yè)通常采用膠帶運(yùn)輸?shù)姆绞剑谀z帶運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)研究取得了實(shí)質(zhì)性的成果，諸多高新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前帶式輸送機(jī)上普遍采用的中壓變頻驅(qū)動控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)帶速的連續(xù)可調(diào)，在低速情況下能夠平穩(wěn)啟動；平穩(wěn)運(yùn)行則靠液壓自控張緊裝置來保證，隨著輸送帶張力的變化能夠自動調(diào)節(jié)張力與張緊行程的平衡。此外刮板輸送機(jī)的使用也比較廣泛，機(jī)頭采用交叉?zhèn)刃恫贾玫姆绞剑瑱C(jī)尾采用自動伸縮裝置，搭配工況監(jiān)測系統(tǒng)，從而延長了設(shè)備使用壽命，減少了故障的發(fā)生，中部槽的焊接采用機(jī)器人自動焊接工藝，提高了焊接的質(zhì)量，使之穩(wěn)定可靠。

3.3煤礦機(jī)械工程智能化在煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控方面的應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測系統(tǒng)中隨著使用的傳感器種類及數(shù)量越來越多，使得監(jiān)控也越來越全面，安全隱患死角等得到了有效的去除。企業(yè)通過對傳感器加大研究和開發(fā)的力度，使傳感器的性能得到了一定程度的提升，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對于出現(xiàn)的故障能夠準(zhǔn)確及時地發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行傳遞，最終在監(jiān)控終端予以顯示，甚至能夠直接顯示出相應(yīng)的解決方法，為故障的排除提供一定的參考。此外監(jiān)控系統(tǒng)還具有一定的記錄功能，能夠?qū)⒃O(shè)備的操作過程進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，一旦出現(xiàn)故障能夠直接找出錯誤操作，及時糾正，避免造成更為嚴(yán)重的損失。

3.4煤礦機(jī)械工程智能化在實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)方面的應(yīng)用

綠色生產(chǎn)是在煤礦機(jī)械工程智能化的基礎(chǔ)上，對煤炭開采生產(chǎn)提出的更高層次的要求，從更廣泛的資源角度出發(fā)，了解煤礦開采過程中所存在的瓦斯、水等其他可利用自然資源的情況，進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拈_采方法，減輕甚至避免災(zāi)害的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的最佳化。在煤礦開采過程中，水開采包括水資源利用、節(jié)約用水、水煤漿收集、水災(zāi)害防治等方面，針對不同的礦區(qū)，水資源保護(hù)和利用的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。在煤炭開采過程中，要對開采區(qū)的水體進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，盡可能地避免破壞地下含水層的原始徑流，避免造成礦區(qū)地面的沉降，保證當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活，減少對自然生態(tài)環(huán)境的破壞。瓦斯雖然在煤炭開采礦井中屬于有害氣體，但是也是一種清潔能源，礦井中的瓦斯氣體可以通過利用采礦巖體裂隙場分布及鉆孔瓦斯抽放管道安裝在礦井下的特點(diǎn)來封閉井口，從而將瓦斯氣體開采出來，避免資源的浪費(fèi)。

4煤礦機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢

4.1智能化的煤礦機(jī)械工程適應(yīng)性更強(qiáng)

針對煤礦所處的地質(zhì)條件的不同或者煤礦開采難度的不同，可針對性地研究制造相應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)品，從而保證采煤工作的順利進(jìn)行。煤礦機(jī)械設(shè)備能夠適應(yīng)各種各樣的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，保證煤礦的開采效率。

4.2能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦機(jī)械工程的遠(yuǎn)程控制使用

電子計(jì)算機(jī)對煤礦機(jī)械的運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，監(jiān)控測量相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行及時地傳遞，通過控制器對設(shè)備發(fā)送指令，以完成操作，實(shí)現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的監(jiān)控。一旦出現(xiàn)問題故障能夠及時地發(fā)現(xiàn)并排除，將故障帶來的損失盡可能降到最低。

5結(jié)語

綜上所述，煤炭機(jī)械工程智能化是煤炭行業(yè)今后發(fā)展的主要方向，也是信息化時展的必然趨勢，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加大相關(guān)投入，積極開發(fā)智能產(chǎn)品，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，提高產(chǎn)品設(shè)備的行業(yè)競爭力，努力做行業(yè)的引領(lǐng)者。

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作者：史國賓 單位；開灤東歡坨礦業(yè)分公司