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[摘要]机械化运用到煤矿开采中，是我国采煤史上一次成功的变革。本文主要分析了机械化和电气自动化技术在煤矿开采中的应用，以及机械化“三高一低”的特点。通过利用自动化控制技术，发挥机电一体化作用，建设高产高效的矿井，对于实现我国高产高效现代化煤矿具有重要的意义。
[关键词]电气自动化技术；机电一体化；自动化控制技术；现代化煤矿
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0067-01
在矿井的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。所以，要必须尽量的选用合理先进的采煤工艺，这样才能达到矿井的高产高效的目的。我国的工业自动化技术发展迅速，将机械化技术用在煤矿开采中，能有效地提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，是实现矿井长治久安的关键所在，它具有高产、高效、高安全、低消耗的“三高一低”的特点，有力地推动了煤矿企业安全高效的发展。
一、煤矿开采使用机械化的特点分析
（1）产量的增加。在煤矿开采的整个过程中，机械化的运转表现了很明显的优势，它节省了大量的劳动力，同时，也大大地提高了煤矿产量。如任楼煤矿设计年产量150万吨，因为使用了综合机械化采煤后，年产量达到了300万吨。这从正面体现了机械化的高产性。
（2）效率的提高。在煤矿行业机械化不断地提高，采煤的效率也比普通采法的效率提升了好几倍。如果按照普采工作进行计算，那世界的平均效率是4.761吨/工，而机械化的采矿是普采总量的2.8倍左右。
（3）安全性高。在机械化的采煤技术中，掩护式支架起到一个骨架作用，它能支撑起工作面上的顶板，同时还能起到隔离、掩护作用，这大大地了提高了煤矿的安全性，从而降低了安全事故的发生。
（4）低能耗。在采煤过程中，机械化能有效地减低能量的消耗，机械化设备相对于老设备虽然价格昂贵些，但机械化设备能重复利用，降低工人劳动强度，提高安全性，通过上述的分析，综合机械化采煤优势明显。
二、综合机械化煤矿开采生产系统的概述
综合机械化煤矿生产系统是由许多分系统组成，在煤炭生产过程中，只有各个分系统畅通无阻，工作面才能顺利生产。以下是三种重要的分系统。
（1）运煤系统：主要由工作面可弯曲刮板输送机、顺槽桥式转载机和可伸缩胶带输送机组成。
（2）供水系统：一方面是给运输顺槽的各装载点供水灭尘，同时，供给采煤机的冷却灭尘泵以及工作面液压支架提供支撑动力。
（3）通信系统：由控制台控制工作面输送机和顺槽装载机的起点，其停止可由控制台集中统一控制。
三、综合机械化采煤技术的应用
（1）综合机械化采煤工艺。长壁综采工作面是集团公司今年来主要的工作面布置方式，其工作面的巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。一般来说，加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，相应地可减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间。所以，能够获得较高的产量。确定综采工作面的合理长度，一般都是以工作面日产量最高或者吨煤成本最低为准则，制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度。增加工作面的推进长度是减少工作面搬家次数最有效的方法。制约工作面走向长度增加的主要因素是回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输送机的铺设长度以及采场的地质构造。
短壁综合机械化采煤工艺的应用主要是基于以下两个条件：①回采巷道实现机械化快速掘进和实现了综采工作面上、下端头的快速作业。此种采煤工艺使用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。② 短长壁综采是在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并且综采成套设备回采煤柱的新式采煤法。在63L短长壁综采工作面进行了试验。试验期间，平均日产可达1300t，最高可达2000t，工效和采出率均有大幅度地提高，根据实验证明，短长壁综采在印度有广阔的推广前景，对中国中小型煤矿由巷柱式开采改为长壁综采也具有借鉴价值。
综采工作面放顶煤开采的生产过程是：工作面采煤机先截煤、移煤和推移输送机等工序；进行2-3刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗口放顶煤，出现问题时，要马上关闭放煤窗口，直到工作面全长顶煤放完为止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可继续向前推进。近些年，随着煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，可以采储量占总储量较大比例的薄煤层开采被提到议事日程上来，薄煤层综合机械化开采的课题同样也摆在面前。在我国煤矿中，薄煤层的储量占煤炭可采储量比例较大。在薄煤层中，因为受煤层薄、人员活动空间小等限制，在采煤方法的选择上是一个难题。传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤的方法，这种开采煤矿的方法产量较低、安全性较差。如果想提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，就必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目标，同时，对煤矿的可持续发展也起到至关重要的作用。
（2）电气自动化在机械设备中的应用
采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，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。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、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。目前从我国煤矿的技术、经济条件和效益出发，电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面。
电气自动化的应用使得采煤的过程更加安全，综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容，此系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度，检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等。近期进行项目的调研、选型工作，与科研单位合作在某地实施，其重点是解决采煤机的工矿在线检测、故障诊断及预报、显示与传输系统、采煤机自动运行控制系统等问题。使综合机械水平上一个新的台阶。
四、机械化采煤工序的分析
（1）采煤：采煤的工序包括破煤利装煤。完成采煤工序的主要设备是采煤机。通常使用的方法是使用前滚筒在上割顶煤，后滚筒下割底煤、装余煤。
（2）运煤：运煤是工作面可弯曲刮板输送机最主要的任务。因为输送机靠煤壁一侧装有铲煤板，所以采煤机割过煤后在推移輸送机时，剩余的浮煤就被铲入输送机内运走。
（3）支护区和采空区：通过以上的分析，我们已经知道液压支架是采煤机械化之中非常重要的设备，要利用它来完成工作面的支撑、护帮、推移等工作。
结语
建设高产高效矿井是煤炭企业生存和发展的必由之路，是增强煤炭企业整体竞争力和可持续发展的基本途径。如果在煤矿开采过程中只要有一台机械事故发生故障，就会导致集体停工。因此，要尽量在设备安全时间段进行操作，保证其高效性。在平时一定要确保对主要设备的保养，做到“四检”，也就是班检、日检、询检和月检。检查完后，要严格的做系统记录工作，只有这样才能使机械在煤矿开采系统中提供最大的作用。
参考文献
[1] 冯记明.国内煤矿开采技术发展方向探析[J].内蒙古煤炭经济，2012(11).
[2] 高长富.论深井巷道保护煤柱留设宽度计算方法[J].中国新技术新产品，2012(10).
[3] 杨晓强.浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用[J].中国新技术新产品，2011(02).
[关键词]电气自动化技术；机电一体化；自动化控制技术；现代化煤矿
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0067-01
在矿井的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。所以，要必须尽量的选用合理先进的采煤工艺，这样才能达到矿井的高产高效的目的。我国的工业自动化技术发展迅速，将机械化技术用在煤矿开采中，能有效地提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，是实现矿井长治久安的关键所在，它具有高产、高效、高安全、低消耗的“三高一低”的特点，有力地推动了煤矿企业安全高效的发展。
一、煤矿开采使用机械化的特点分析
（1）产量的增加。在煤矿开采的整个过程中，机械化的运转表现了很明显的优势，它节省了大量的劳动力，同时，也大大地提高了煤矿产量。如任楼煤矿设计年产量150万吨，因为使用了综合机械化采煤后，年产量达到了300万吨。这从正面体现了机械化的高产性。
（2）效率的提高。在煤矿行业机械化不断地提高，采煤的效率也比普通采法的效率提升了好几倍。如果按照普采工作进行计算，那世界的平均效率是4.761吨/工，而机械化的采矿是普采总量的2.8倍左右。
（3）安全性高。在机械化的采煤技术中，掩护式支架起到一个骨架作用，它能支撑起工作面上的顶板，同时还能起到隔离、掩护作用，这大大地了提高了煤矿的安全性，从而降低了安全事故的发生。
（4）低能耗。在采煤过程中，机械化能有效地减低能量的消耗，机械化设备相对于老设备虽然价格昂贵些，但机械化设备能重复利用，降低工人劳动强度，提高安全性，通过上述的分析，综合机械化采煤优势明显。
二、综合机械化煤矿开采生产系统的概述
综合机械化煤矿生产系统是由许多分系统组成，在煤炭生产过程中，只有各个分系统畅通无阻，工作面才能顺利生产。以下是三种重要的分系统。
（1）运煤系统：主要由工作面可弯曲刮板输送机、顺槽桥式转载机和可伸缩胶带输送机组成。
（2）供水系统：一方面是给运输顺槽的各装载点供水灭尘，同时，供给采煤机的冷却灭尘泵以及工作面液压支架提供支撑动力。
（3）通信系统：由控制台控制工作面输送机和顺槽装载机的起点，其停止可由控制台集中统一控制。
三、综合机械化采煤技术的应用
（1）综合机械化采煤工艺。长壁综采工作面是集团公司今年来主要的工作面布置方式，其工作面的巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。一般来说，加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，相应地可减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间。所以，能够获得较高的产量。确定综采工作面的合理长度，一般都是以工作面日产量最高或者吨煤成本最低为准则，制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度。增加工作面的推进长度是减少工作面搬家次数最有效的方法。制约工作面走向长度增加的主要因素是回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输送机的铺设长度以及采场的地质构造。
短壁综合机械化采煤工艺的应用主要是基于以下两个条件：①回采巷道实现机械化快速掘进和实现了综采工作面上、下端头的快速作业。此种采煤工艺使用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。② 短长壁综采是在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并且综采成套设备回采煤柱的新式采煤法。在63L短长壁综采工作面进行了试验。试验期间，平均日产可达1300t，最高可达2000t，工效和采出率均有大幅度地提高，根据实验证明，短长壁综采在印度有广阔的推广前景，对中国中小型煤矿由巷柱式开采改为长壁综采也具有借鉴价值。
综采工作面放顶煤开采的生产过程是：工作面采煤机先截煤、移煤和推移输送机等工序；进行2-3刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗口放顶煤，出现问题时，要马上关闭放煤窗口，直到工作面全长顶煤放完为止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可继续向前推进。近些年，随着煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，可以采储量占总储量较大比例的薄煤层开采被提到议事日程上来，薄煤层综合机械化开采的课题同样也摆在面前。在我国煤矿中，薄煤层的储量占煤炭可采储量比例较大。在薄煤层中，因为受煤层薄、人员活动空间小等限制，在采煤方法的选择上是一个难题。传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤的方法，这种开采煤矿的方法产量较低、安全性较差。如果想提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，就必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目标，同时，对煤矿的可持续发展也起到至关重要的作用。
（2）电气自动化在机械设备中的应用
采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，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。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、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。目前从我国煤矿的技术、经济条件和效益出发，电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面。
电气自动化的应用使得采煤的过程更加安全，综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容，此系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度，检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等。近期进行项目的调研、选型工作，与科研单位合作在某地实施，其重点是解决采煤机的工矿在线检测、故障诊断及预报、显示与传输系统、采煤机自动运行控制系统等问题。使综合机械水平上一个新的台阶。
四、机械化采煤工序的分析
（1）采煤：采煤的工序包括破煤利装煤。完成采煤工序的主要设备是采煤机。通常使用的方法是使用前滚筒在上割顶煤，后滚筒下割底煤、装余煤。
（2）运煤：运煤是工作面可弯曲刮板输送机最主要的任务。因为输送机靠煤壁一侧装有铲煤板，所以采煤机割过煤后在推移輸送机时，剩余的浮煤就被铲入输送机内运走。
（3）支护区和采空区：通过以上的分析，我们已经知道液压支架是采煤机械化之中非常重要的设备，要利用它来完成工作面的支撑、护帮、推移等工作。
结语
建设高产高效矿井是煤炭企业生存和发展的必由之路，是增强煤炭企业整体竞争力和可持续发展的基本途径。如果在煤矿开采过程中只要有一台机械事故发生故障，就会导致集体停工。因此，要尽量在设备安全时间段进行操作，保证其高效性。在平时一定要确保对主要设备的保养，做到“四检”，也就是班检、日检、询检和月检。检查完后，要严格的做系统记录工作，只有这样才能使机械在煤矿开采系统中提供最大的作用。
参考文献
[1] 冯记明.国内煤矿开采技术发展方向探析[J].内蒙古煤炭经济，2012(11).
[2] 高长富.论深井巷道保护煤柱留设宽度计算方法[J].中国新技术新产品，2012(10).
[3] 杨晓强.浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用[J].中国新技术新产品，2011(02).