煤炭工业智能化范文

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篇1

在我国的能源结构中，煤炭资源仍占据相当重要的地位，在整个能源结构中约占60%，而且在一个相当长的时间内，煤炭资源将仍是我国能源消费的主要部分。2007年，我国煤炭产量为25.23亿吨，尽管产量位居世界第一，但仍然出现煤炭产量相对紧张的趋势，呈供小于需的现象，从而制约了我国国民经济的发展。现以我国煤炭矿山机械设备为分析研究对象，分析煤矿机械设备使用、研发中存在的问题；根据煤矿机械设备使用、研发现阶段存在的问题，指出煤矿机械设备的发展与展望。

1 我国煤矿机械的现状

经过几十年的发展，我国煤炭工业取得了长足的进步，且煤矿机械的制造、使用也取得了较大的成绩。随着经济的发展和对煤炭资源的需求的增加，我国的煤矿机械逐渐暴露出很多不尽如人意的问题。

1.1 设备体积过大、笨重

体积大、重量大是煤矿机械设备最大的特点。以单体液压支柱为例，每根重量在60～80Kg，体质稍差的工人单独根本无法处理；而液压支架、采煤机等大型设备更是在数吨以上。设备过于笨重，不但导致运转不灵活，而且使设备的搬迁受到限制，从而限制生产能力的发挥。此外，煤矿机械还存在着能耗大、使用寿命短、国产化低等诸多问题。

1.2 适应性差

在我国矿山中，部分矿井实现了机械化采煤，但部分矿井仍采用放炮落煤，这不仅不利于煤炭块度的保持且容易导致瓦斯、顶板事故的发生，对井下工人的生命安全也造成严重危害。纠其原因是因为煤矿机械对地质条件的适应性很差，地质条件稍有变化，现有机械化设备就无法展开使用，从而造成煤矿机械化水平的落后，制约煤矿生产能力的提高。

1.3 智能化低

当今世界是一个智能化的世界，各个行业的现代化、智能化都在不断提高。但是，我国煤炭行业的现代化水平明显滞后于时代的发展，特别是煤矿机械更是可怜，大部分机械设备仍是机械动力或机械控制，仅有少数小型设备实现了数字化和智能化，这必定成为制约我国煤矿生产能力提高的瓶颈。

1.4 生产能力受束缚

目前，我国煤炭产量已经达到了25.23亿吨，但与满足国民经济发展需要的煤炭资源还有很大差距，而其中部分煤炭资源是矿井超产增加的产量；如按正常煤矿机械生产能力定产生产，则年煤炭产量将远远小于这一值。同时，在我国煤矿生产现场，单工作面产量500万吨/年的矿井仍为数不多，这也多受煤矿机械设备生产能力的束缚所致。

2 煤矿机械目前发展面临的问题分析

2.1 煤矿机械的自主研发能力仍然不够强

我国是世界上生产煤炭资源的大国之一，但是我国也是煤炭资源消耗大国。因此煤矿机械的研发制造也应该随之发展，为煤炭资源的有效开发利用提供强有力的后盾保障。但是我国煤矿机械制造规模虽然得以有效的扩大，但是竞争能力却比较薄弱，仍旧有很多的核心技术依靠于国外的先进技术。我国具备自主知识产权和核心技术的产品仍旧很少，并且对引进的核心技术仍旧停留在基础的模仿层面。没有对引进的先进技术进行研究分析和研发应用，这就难以形成自主研发的良好氛围。并且我国的制造工艺技术相对于发达国家来讲相对落后，具备很大的发展空间，如果制造工艺技术能够有效的得以提高就会大幅度提升煤矿机械的发展能力。

2.2 我国煤矿机械设施的主要性能指标仍旧比较落后

相较于发达国家对煤矿机械制造企业对基础元件的理论研究，我国则只是追逐实际的应用技术对基础的理论研究反而不重视，这就导致了在引进的核心技术应用上，我国煤矿机械也只是简单的仿制外观对其相应的理论基础都视而不见，这就造成我国煤矿机械某些基础原件可靠性不高，使我国的煤矿机械设备在安全可靠性和使用寿命上都存在极大的隐患并且难以满足大型煤矿的生产效率的要求。

2.3 对煤炭机械企业的挑战

进入21世纪，我国煤炭工业快速发展。煤炭工业是我国重要的基础产业，我国的煤炭产量已是世界第一位，是煤炭生产大国，现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。据悉我国煤炭行业将对工业结构进行调整，大力整合、改造现有煤矿、关闭小煤矿、淘汰落后的生产能力，加快大型煤炭基地和现代化大型煤矿的建设，这为我国矿山机械企业的发展提供了良好的机遇。

煤炭开采主要工序：井下综采重点设备-井下综掘设备-全自动刨媒设备-矿井提升设备-露天矿井开采成套设备-煤炭洗选加工设备，显示出对矿山机械的需求量很大。另外，随着煤炭工业大力发展和推广洁净煤技术，煤的焦化、液化、气化等二次转化设备也必将得到迅速发展，开发研制大型炼焦设备、大型煤液化容器，大型煤气化炉势在必行。为此，矿山机械企业要抓住目前我国产业结构调整和企业深化改革之机，在国家政策的指导下加快矿山机械企业改组、联合、兼并、破产、重组和股份制改革的步伐，组建以矿山机械制造企业为主体，有煤炭生产企业入股、科研院所参与的大型矿山工程装备集团，形成具有制造和开发能力、工程成套能力、有创新能力的企业实体。把企业建成具有市场竞争能力和抗风险能力的现代化矿山工程企业集团，努力向煤矿提供成套设备，减少用户的风险，为我国煤炭工业的发展做出积极贡献。

3 机械设备的发展趋势

提高煤炭产量，是我国国民经济持续发展的需要；尽快实现煤矿现代化，是社会发展的需要；实现煤矿机械设备现代化、智能化是煤矿工人的热切需要。因此，煤矿机械设备如何发展，成为事关煤炭行业兴衰成败的重中之重。

3.1 使用灵活化

矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强，一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件。如能够实现矿山机械设备的灵活化，则赋存条件较差的煤矿的生产能力也将被极大挖掘，从而提高整个煤炭行业的生产能力。

3.2 功能综合化

这里的综合化是指机械设备功能的综合化，即实现一台设备多项功能的综合。如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等。实现机械设备功能综合化，有利于节约人力资源、有利于提高设备的利用效率、有利于煤矿机械设备生产能力的发挥。

3.3 设备的国产化

煤矿机械经过几十年的发展，取得了相当大的成绩，常用设备基本实现了现代化。但是一个高精度、大能力、高技术的设备仍不能实现国产化，从而制约煤矿机械的发展。因此实现矿山设备的全部国产化也将是我国煤矿行业的发展趋势之一。

3.4 煤矿机械朝着煤矿机电一体化的发展趋势

随着煤炭资源重要性的显现，我国在提高煤炭产量的同时也要对煤矿机械设备进行相应的改善。就目前而言，传统的煤矿机械已经难以满足煤炭开采的需要，机电一体化在煤矿机械中的应用越来越显现出了独特的优势，煤矿机械机电一体化的创新能够大幅度的提升原有的煤矿机械操作水平，使煤炭资源的采掘、运输都向机电一体化的方向发展，保证煤炭资源的开发能够更加具有效率并且还能够增强其安全保证。提高煤炭产量，是我国国民经济持续发展的需要；尽快实现煤矿现代化，是社会发展的需要；实现煤矿机械设备现代化、智能化是煤矿工人的热切需要。因此，煤矿机械设备如何发展，成为事关煤炭行业兴衰成败的重中之重。矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强，一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件。如能够实现矿山机械设备的灵活化，则赋存条件较差的煤矿的生产能力也将被极大挖掘，从而提高整个煤炭行业的生产能力。

3.5 煤矿机械呈现智能化的发展趋势

煤矿机械制造技术正在不断的由传统制造技术向先进制造技术发展，智能化的操作系统也是一门新兴技术，其自身的优越性使其使用和发展领域在不断的扩大，把智能化应用于煤矿机械也具有无穷的生产力，因此应该注重把这些新型科技有机的组合起来，保证煤矿机械的操作控制系统能够更加精确和智能化，使煤矿机械设备能够运行的更加协调，使其在煤炭资源的开采中得到有效的利用，在提高煤炭资源产量的同时还能大大增强其安全可靠性。这里的综合化是指机械设备功能的综合化，即实现一台设备多项功能的综合。如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等。实现机械设备功能综合化，有利于节约人力资源、有利于提高设备的利用效率、有利于煤矿机械设备生产能力的发挥。现阶段，社会在飞速发展；各行各业都在迅速的实现现代化、智能化。煤炭机械也不例外，也应该紧跟时代潮流，尽快实现。

4 结语

随着计算机和传感器技术的推广应用，新材料、新工艺的不断发展，煤矿机械将向着大型化、智能化的方向发展。高新技术是煤矿机械的发展趋势，技术创新是煤矿机械的生命。面对煤矿现代化、科学化生产的需要，煤矿机械将实现电子化、自动化成为有头脑（计算机控制），有知觉（传感系统），有血液（液压系统），有心脏（驱动装置），有骨骼（传动、支撑机构）的机电液一体化系统。随着科学技术水平的进步和国家对煤矿机械设备研发能力的投入的增大，煤矿机械设备的发展必将走上科学化的发展之路。

参考文献：

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对基地和园区企业分流职工创业实体户数占总户数30%以上的，对创业孵化基地根据入驻户数按每户不超过1万元的标准，给予一次性管理服务补贴；对创业园区根据入驻户数按每户不超过5000元的标准给予一次性建设补助。补助资金主要用于为入驻实体提供就业创业服务以及基地和园区管理运行经费。

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山西是我国的煤炭大省，煤炭是我省的主导产业。煤炭在我省不仅是产业问题、经济问题，也是社会问题、民生问题。从一定意义上讲，山西煤炭工业的转型标志着山西的转型，山西煤炭企业的跨越决定着山西的跨越。所以，实现转型跨越，煤炭行业责任重大、使命光荣，必须加快转变煤炭经济发展方式。

一是要从重采煤转变到重转化上来，树立强烈的转化意识，切实加大转化力度，新增生产能力60%要实现省内转化，40%对外提供商品煤；二是要从单一线性煤炭生产转变到循环经济上来，按照“全循环、上高端、多联产”发展思路，把传统的开发资源—消费资源—排放污染—末端治理单向发展模式转变到拉伸产业链条，实现闭路循环发展的模式上来；三是从一枝独大转变到多元支撑上来，按照“以煤为基、多元发展”的思路，大力发展现代煤化工、装备制造、新型材料、文化旅游、特色农业、金融保险以及新型能源等多元产业；四是从单打独战转变到开放合作上来，要加大开放力度，优化股权结构，推进股份制改造，创建发展平台，创新运作模式，实现低成本发展，达到合作共赢；五是从占领资源转变到占领市场上来，要充分发挥资源优势，扩大市场份额，要把资源优势变为资本优势，用资源换资本、换市场，形成新的生产力；六是从“煤老板”转变到现代企业家上来，煤炭企业的经营者，要有世界眼光、战略思维，要抓好金融和贸易，要成为谋划资本运作的思想家、企业家、金融家；七是从环境破坏型转变到绿色生态开采上来，要坚持“开采中保护、保护中开采”的原则，加大生态环境恢复治理力度，严格实行环保“三同时”制度，加快建设绿色矿山、绿色矿区、绿色矿城，实现煤炭工业绿色发展。

山西的优势在煤，山西的潜力和希望也在煤。今后一段时期是我国全面建设小康社会的关键时期，也是我省实现转型跨越发展的重要时期。全省煤炭行业要把主攻方向放在大力发展“以煤为基、循环高端、多元发展”上来，把着力点放在煤炭加工利用和提高自身转化上来，把发展模式转变到“提素质、练内功、强转化”内涵式发展上来。要以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为主线，以安全发展为保障，以推进国家综改试验区建设为统揽，以转型跨越发展为目标，努力构建现代煤炭产业发展体系。

即：构建以机械化、信息化、安全高效为特征的现代煤炭生产开发体系，推进现代化矿井建设，推进煤炭生产装备数字化和生产过程智能化建设，建成一批世界一流的自动化、智能化矿井，实现矿井生产规模化、集约化、机械化、信息化；构建以资源化、减量化、再利用为特征的煤炭产业循环发展体系，推进“全循环、上高端、多联产”项目，抓好煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤机装备、坑口电站等重大项目，抓好煤电、煤焦化、煤气化、煤液化四大煤炭循环经济链和煤炭经济园区的建设；

构建以高端化、多元化、以煤为基为特征的新型工业体系，发展与煤相关的机械制造业，发展以煤基新能源、精细化工、化工新材料为特色的现代煤化工产业；构建以煤炭开发利用为中心的技术、人才、装备、金融、保险、物流现代服务体系，推进山西煤炭学院、山西煤炭职业技术学院、雁北煤校和山西能源工业国际分销物流港转型示范项目，做大做强中煤保险。在今后的工作中，全省煤炭行业将用好综改试验区平台，打好转型发展重牌，做好煤炭这篇大文章，推进煤炭产业安全、高效、集约、绿色发展，推进煤炭经济循环、高端、低碳、多元发展，在全省转型跨越发展、再造一个新山西中唱好重头戏，当好主力军，做出新贡献。

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第二条适用范围：本办法适用于国家级智能化示范煤矿进行验收管理，也适用于其它智能化煤矿进行验收管理。

第三条智能化煤矿必须满足验收标准中的必备指标，有任何一项必备指标不能满足要求的，不能通过验收。

第四条煤矿安全质量标准化考核为二级及以上，并且本年度内没有发生过死亡事故的煤矿，方可申请智能化煤矿验收。

第五条井工煤矿采用分类建设、分级达标的方法，将煤矿智能化建设条件分为三类，分别采用不同的验收指标进行综合评分验收。露天煤矿、选煤厂根据技术工艺与应用效果进行综合评分验收。

第二章验收程序与方法

第六条智能化煤矿验收程序分为企业自验收、国家验收、综合评审三部分。

第七条企业自验收以企业为主体，由企业组织相关专业技术专家或委托第三方组织成立验收专家组，专家组应涵盖矿井各主要应用系统的相关专业，人数应不少于7人，根据矿井智能化建设类别及相关评价指标进行逐项验收。

第八条企业自验收应由专家组出具企业自验收报告，企业自验收报告应包括煤矿主要系统建设情况、矿井建设条件分类评价、矿井主要系统智能化建设与应用效果、效率与效益情况、智能化煤矿分级评价、存在的主要问题等，企业自验收可以依据验收标准对煤矿的建设现状进行分级评价，企业自验收报告应由专家组进行签字确认。

第九条煤矿企业应对自验收报告中存在的问题进行逐项整改、完善，若在短期内难以完成整改，则应详细说明理由，整改后方可申请进行国家验收。

第十条国家验收由煤矿智能化建设工作专班负责协调，国家验收分为材料初审、现场考核，煤矿智能化建设工作专班应在收到煤矿企业申请后的60个工作日内，从专家库抽取专家进行验收。

（一）材料初审。煤矿智能化建设工作专班在收到煤矿企业的验收申请后，应及时进行材料审查，经审查合格后，从专家库中抽取专家进行验收。

（二）现场考核。智能化煤矿验收专家组由煤矿智能化专家库中抽取各相关专业专家不少于7人组成专家组，验收专家组应赴煤矿现场进行验收，并由专家组出具验收报告，验收报告包括煤矿主要系统建设情况、矿井建设条件分类评价、矿井主要系统智能化建设与应用效果、效率与效益评价、综合评价。

第十一条待所有煤矿完成专家组验收后，由国家统一组织进行综合评审、公示公告。

（一）综合评审。由国家能源局组织行业内有关专家对验收专家组出具的验收报告进行综合评审，最终确定智能化煤矿验收考核结果。

（二）公示公告。对会议评审合格的智能化煤矿，在国家能源局官方网站向社会公示，公示时间不少于10个工作日。

第十二条通过验收考核的智能化煤矿，可根据验收结果享受国家有关鼓励和优惠政策。未通过验收的煤矿，可以经过一年的整改后重新申请验收；通过验收的煤矿，可以在一年后进行升级验收。

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【中图分类号】X751 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)06-0335-01

煤炭是我国重要的能源，煤炭工业的大力发展，在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。因此，近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。下面对煤矿机电一体化技术的应用进行探讨一下：

1 概述

煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品，其主要技术包括：微电子、计算机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等，这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中，开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。

2 煤矿机电一体化技术产品的应用

(1)矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中，因为现代化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出更高的要求，那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家，高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机，它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体，这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。

在我国，大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化，采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外，计算机控制系统发展也非常迅速，它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能，如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障，可能在某些方面没有面面俱到，在使用上还不能满足一些功能，但是从发展的角度看问题，这的确是一个很好的开始。目前，我国直径在两米以上的提升机有许多台，其中90%为交流提升机，并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速，电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统，只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动，虽有部分可控硅供电系统，也均为模拟量控制。而PLC可编程控制器使用比较简单，程序设计起来也比较容易，不需要一些复杂的输入输出接口装置，抵抗外界的干扰能力也很强，因此，它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。

(2)综合机械化采煤，七十年代我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到八十年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置，实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。

(3)矿井安全生产监控系统。从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于计算机网络软硬件技术发展很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品，一些高校、科研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。