煤礦機(jī)電設(shè)備中自動化技術(shù)應(yīng)用探析

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摘要：我國煤炭行業(yè)的問題表現(xiàn)為需求煤炭量和實(shí)際生產(chǎn)效率之間存在不協(xié)調(diào)的情況，我國作為世界經(jīng)濟(jì)大國，對于煤炭的總體需求較高，針對各類問題，可通過自動化技術(shù)予以解決，將該技術(shù)融入煤礦機(jī)電設(shè)備，能夠優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)指令，促進(jìn)設(shè)備運(yùn)行效率的提高，滿足煤炭安全高效開采的需求。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電設(shè)備；自動化技術(shù)

1概況

隨著煤礦開采范圍的持續(xù)拓展，尤其是已經(jīng)開采過但沒有完全開采完的煤礦，煤礦開采難度逐漸升高，對開采機(jī)電設(shè)備性能提出了更高要求。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)適當(dāng)提高機(jī)電設(shè)備方面的資金投入，升級生產(chǎn)設(shè)備，將自動化技術(shù)運(yùn)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，促進(jìn)煤礦機(jī)電設(shè)備與生產(chǎn)過程自動化程度的加深，確保煤礦機(jī)電設(shè)備能夠維持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，提高開采效率，確保生產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

2煤礦機(jī)電自動化技術(shù)的特點(diǎn)

2.1煤礦機(jī)電設(shè)備概述

社會發(fā)展速度的逐漸加快，機(jī)械作業(yè)逐漸成為了煤礦企業(yè)生產(chǎn)的主要方式，推動了煤礦生產(chǎn)效率的提高。皮帶機(jī)、采煤機(jī)械、通風(fēng)設(shè)備以及供電設(shè)備等屬于煤礦機(jī)電設(shè)備的主要構(gòu)成部分，通過對自動化技術(shù)的運(yùn)用，各構(gòu)成部分可以形成勞動集體，協(xié)助煤礦不斷擴(kuò)大產(chǎn)量。自動化技術(shù)的全面運(yùn)用，可以提高煤礦企業(yè)資源節(jié)約程度，煤礦生產(chǎn)涉及環(huán)境污染，合理運(yùn)用自動化技術(shù)，能夠有效降低污染、保護(hù)環(huán)境。

2.2煤礦機(jī)電自動化技術(shù)的特點(diǎn)

將自動化技術(shù)運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，能夠夯實(shí)煤礦企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。和傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，自動化技術(shù)具有許多優(yōu)勢。2.2.1提升煤礦生產(chǎn)安全穩(wěn)定性。自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠提高煤礦機(jī)電設(shè)備的可靠性，尤其是大多數(shù)煤礦生產(chǎn)涉及較高風(fēng)險，需深入地下進(jìn)行開采，甚至于在自然環(huán)境十分復(fù)雜的環(huán)境中實(shí)施爆破作業(yè)，在傳統(tǒng)人工技術(shù)方面，需要相關(guān)作業(yè)人員深入地下，自動化技術(shù)可規(guī)避上述風(fēng)險，協(xié)助作業(yè)人員對各個生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行探測。自動化技術(shù)設(shè)備的運(yùn)用也有利于機(jī)電設(shè)備故障問題的處理，全面監(jiān)控設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時的狀態(tài)與流程，若產(chǎn)生會影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)或引起安全事故的故障問題時，自動化技術(shù)設(shè)備可及時發(fā)出警報，維修檢測人員能夠第一時間收到信號進(jìn)行維修與檢測，降低損失，確保人員安全。2.2.2提高工作效率。自動化技術(shù)可促進(jìn)煤礦生產(chǎn)工作效率的提高。和人工作業(yè)相比，自動化技術(shù)的運(yùn)用能夠科學(xué)控制機(jī)器設(shè)備作業(yè)時間，自動化可對開采流程進(jìn)行科學(xué)的安排，全面運(yùn)用資源。2.2.3交流便捷。自動化技術(shù)具有開放性、智能性的特點(diǎn)。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面推廣和發(fā)展，信息處理裝置可以確保企業(yè)所有環(huán)節(jié)的流暢交流，管理人員也能利用機(jī)電設(shè)備的智能化功能控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

3自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用策略

3.1礦井監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤炭生產(chǎn)行業(yè)在發(fā)展過程中，隨著開采深度的不斷增加，采掘工作難度逐漸升高，安全隱患也會越來越多，威脅著作業(yè)人員的人身安全。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)需要對風(fēng)險預(yù)警機(jī)制進(jìn)行升級與優(yōu)化，實(shí)時監(jiān)控煤礦開采各個環(huán)節(jié)，確保作業(yè)人員能夠認(rèn)識到安全工作與措施的重要作用，發(fā)現(xiàn)可能會影響后續(xù)工作的相關(guān)狀況，應(yīng)第一時間解決。通過加強(qiáng)礦井監(jiān)控系統(tǒng)智能化、自動化的方式，可降低煤礦企業(yè)發(fā)展過程中可能會出現(xiàn)的潛在危險，準(zhǔn)確定位生產(chǎn)人員與環(huán)節(jié)，實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并報警。

3.2煤礦提升設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦提升設(shè)備中運(yùn)用自動化技術(shù)，可加強(qiáng)在實(shí)際運(yùn)行方面的安全性。利用高性能可編程邏輯控制器對提升設(shè)備的功能進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制，監(jiān)控各類相關(guān)參數(shù)。利用PROFIBUS等總線技術(shù)，讓變頻器、觸摸屏等相關(guān)自動化設(shè)備和PLC建立連接，實(shí)現(xiàn)對速度、重力等相關(guān)傳感器信號的采集，然后將其轉(zhuǎn)變成設(shè)備的安全信號，達(dá)到閉環(huán)控制的目的。設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行方面，PLC接收觸摸屏的數(shù)據(jù)命令，調(diào)節(jié)變頻器速度，以及控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和上下行，讓煤礦提升設(shè)備能夠無極調(diào)速。另外，還可通過四象限變頻器讓提升機(jī)下行過程中形成的回饋能量向電網(wǎng)進(jìn)行傳輸，達(dá)到節(jié)能的作用。

3.3采掘設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)在井下環(huán)境方面較為特殊，涉及粉塵、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及瓦斯氣體等，均會妨礙開采作業(yè)穩(wěn)定、高效的進(jìn)行。在采掘設(shè)備中運(yùn)用自動化技術(shù)，除了能夠保證生產(chǎn)安全之外，還有利于生產(chǎn)效率的提升，降低工作人員工作量。傳統(tǒng)牽引機(jī)與電力牽引之間存在著較大的差異。若采煤機(jī)運(yùn)用電力牽引，可發(fā)揮出較好的牽引能力，再加上對自動化技術(shù)的運(yùn)用，能夠讓采掘設(shè)備結(jié)合采煤狀況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，若檢測發(fā)現(xiàn)采煤設(shè)備下滑，可通過控制系統(tǒng)對采掘設(shè)備制動，避免采掘設(shè)備產(chǎn)生下滑的情況，確保煤礦開采作業(yè)穩(wěn)定進(jìn)行。另外，電力牽引采掘設(shè)備可以在45°傾斜煤層之中進(jìn)行開采作業(yè)，設(shè)置采掘設(shè)備防滑裝置，可促進(jìn)煤炭生產(chǎn)效率的提高，減少資金方面的投入。

3.4運(yùn)輸設(shè)備中的應(yīng)用

皮帶機(jī)是煤炭開采運(yùn)輸環(huán)節(jié)的主要設(shè)備，自動化技術(shù)的運(yùn)用能夠讓皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。自動化技術(shù)對皮帶機(jī)進(jìn)行控制包括以下優(yōu)點(diǎn)：一是通過變頻器無極調(diào)速功能，能夠讓電機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)軟啟動與停車，有效防止對電網(wǎng)造成沖擊；二是煤礦皮帶機(jī)系統(tǒng)多電機(jī)驅(qū)動的過程中，可通過自動化技術(shù)達(dá)到主從控制的目的，并同步控制多臺電機(jī)，實(shí)現(xiàn)同轉(zhuǎn)矩控制，實(shí)現(xiàn)功率平衡；三是皮帶機(jī)若負(fù)荷過大，利用變頻器矢量控制，可以維持電機(jī)在低頻時有1.2～1.8倍的額定電流輸出，讓皮帶機(jī)重載啟動；四是通過自動化技術(shù)實(shí)時檢測皮帶機(jī)運(yùn)煤量變化，若皮帶機(jī)輕載亦或是空載，可自動對皮帶機(jī)速度進(jìn)行調(diào)整，降低功率，節(jié)約能源。

3.5壓縮機(jī)中的應(yīng)用

壓縮機(jī)是機(jī)電設(shè)備的動力源，成本費(fèi)用較高，尤其是電費(fèi)。壓縮機(jī)電費(fèi)高的原因在于其會持續(xù)性的工作，即使煤礦機(jī)電設(shè)備不必隨時維持在運(yùn)行狀態(tài)中，但壓縮機(jī)運(yùn)行刻板化強(qiáng)，難以結(jié)合生產(chǎn)狀況進(jìn)行調(diào)整，始終處在運(yùn)行狀態(tài)，浪費(fèi)能源。同時，壓縮機(jī)不可以獨(dú)立運(yùn)行，需要和交流電機(jī)結(jié)合才能工作，但壓縮機(jī)運(yùn)行變化多樣，交流電機(jī)需結(jié)合壓縮機(jī)的改變進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，對電網(wǎng)有著較高要求。在壓縮機(jī)設(shè)備中運(yùn)用自動化技術(shù)，可自動對電能進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低壓縮機(jī)電能使用量的基礎(chǔ)上，延長電網(wǎng)使用周期。

4結(jié)語

綜上所述，研究自動化技術(shù)的發(fā)展情況以及在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用，表明自動化技術(shù)與煤礦機(jī)電設(shè)備的結(jié)合可以促進(jìn)現(xiàn)代化生產(chǎn)效率的提高，提高了煤礦開采的安全穩(wěn)定性，降低了能源消耗，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

作者:黨東紅 單位:山西晉神沙坪煤業(yè)有限公司