自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用
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摘要：在傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，由于井下環(huán)境的復(fù)雜化以及生產(chǎn)技術(shù)的落后化影響，煤礦事故屢見不鮮。而自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以保證井下作業(yè)的規(guī)范性，更能夠有效減少煤礦事故所造成的人員傷亡現(xiàn)象。現(xiàn)階段，自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中有著較為廣闊的應(yīng)用空間，本文對自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并深入探究了自動化技術(shù)在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)、開采設(shè)備、傳送設(shè)備以及升降設(shè)備中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；煤礦；機(jī)電設(shè)備；應(yīng)用；分析
1自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀
自動化技術(shù)是多項技術(shù)的綜合產(chǎn)物，其主要包括以下幾大技術(shù)種類：一是微電子技術(shù)。微電子技術(shù)主要應(yīng)用于自動化機(jī)電設(shè)備的控制板塊當(dāng)中，其核心內(nèi)容是通過微小體積的電子元件而組建成控制板塊，且不僅能夠取得較好的控制效果，更能夠在有限的體積上發(fā)揮出信息傳輸、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)控制等多種功能[1]。同時，微電子技術(shù)的應(yīng)用也是多種煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行連接的關(guān)鍵所在，其能夠?qū)崿F(xiàn)不同機(jī)電設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而后期的自動化控制操作打下基礎(chǔ)。二是計算機(jī)技術(shù)。計算機(jī)技術(shù)是自動化控制技術(shù)的核心所在，無論是信息的傳輸、處理還是控制指令的下達(dá)均由核心的計算機(jī)組件負(fù)責(zé)。在煤礦機(jī)電設(shè)備中所使用的計算機(jī)組件具有功能化、專項化及微型化的特征，功能化指的是計算機(jī)系統(tǒng)的運行功能較為全面，可以滿足不同情況下的生產(chǎn)需求；專項化指的是其各項功能的運轉(zhuǎn)均以進(jìn)行煤礦資源開采為主；微型化指的是計算機(jī)系統(tǒng)的體積較小，區(qū)別于一般的家用計算機(jī)。三是機(jī)械技術(shù)。從某種角度來看，自動化技術(shù)是煤礦機(jī)電設(shè)備的核心與靈魂，而機(jī)械技術(shù)則是其基礎(chǔ)與載體。二者之間存在著相輔相成的必然聯(lián)系性，自動化模塊控制著機(jī)械模塊，而正是在擁有機(jī)械模塊的基礎(chǔ)上自動化技術(shù)才能夠得到應(yīng)用。四是自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)是將人工操作流程輸入到控制模塊當(dāng)中，從而由控制模塊操控機(jī)電設(shè)備進(jìn)行運轉(zhuǎn)。
2具體的應(yīng)用分析
從能源產(chǎn)業(yè)大環(huán)境的角度來看，新型能源的全面、多領(lǐng)域普及依然需要較長的時間，這也意味著煤炭依然會在未來很長一段時間內(nèi)占據(jù)我國能源需求的主要地位。從我國煤炭資源的綜合產(chǎn)量角度來看，其正常的生產(chǎn)量與市場需求之間存在較大的缺口，而為了彌補(bǔ)這一缺口，依靠國外進(jìn)口已經(jīng)成為了一種常態(tài)化。而從生產(chǎn)安全性的角度來看，復(fù)雜、危險的礦井難免會出現(xiàn)安全事故，且現(xiàn)有的安全措施也無法保證百分百的安全性，且一旦出現(xiàn)礦井事故，勢必會直接威脅到井下作業(yè)人員的人身安全，甚至?xí)o一個家庭造成沉重的心理傷害及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。為減輕對外國的煤炭資源依賴度，降低礦井事故所造成的負(fù)面影響，加大煤礦機(jī)電設(shè)備的自動化技術(shù)研究，加快自動化技術(shù)的普及程度儼然成為了煤礦開采行業(yè)不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。
2.1升降設(shè)備
升降設(shè)備是實現(xiàn)井上與井下相結(jié)合的關(guān)鍵設(shè)備，其一般設(shè)置在入井口的位置，主要承擔(dān)著傳輸人力、物力資源、儀器設(shè)備以及輸送煤炭的工作責(zé)任。從設(shè)備結(jié)構(gòu)角度來看，升降設(shè)備的設(shè)計難度相對較低，且結(jié)構(gòu)組成較為簡單，使用價值高，單價低，因而其基本在全國范圍內(nèi)的煤礦上均有所使用。對于升降設(shè)備而言，保證其運行安全性是自動化技術(shù)的關(guān)鍵所在，這就要求自動化技術(shù)不僅要實現(xiàn)設(shè)備的自動化運行，更要能夠?qū)ι翟O(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控。一般情況下，調(diào)整升降設(shè)備的PLC程序即可滿足其自動運行的基本需求，且PLC技術(shù)還具備實時監(jiān)控功能、故障分析及故障預(yù)警功能。PLC技術(shù)可以在設(shè)備運行階段時對其各個組成部分進(jìn)行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患及故障問題，并發(fā)出預(yù)警。
2.2傳送設(shè)備
傳送設(shè)備主要將從工作面上開采下來的煤炭資源運輸至井上，其一般由電機(jī)和傳送帶兩部分構(gòu)成。盡管傳送設(shè)備的結(jié)構(gòu)較為簡單，但其卻是煤礦機(jī)電設(shè)備的常見故障點，且在出現(xiàn)故障問題時所造成的影響較大，往往會直接影響到開采效率。在應(yīng)用自動化技術(shù)時，需要針對傳送帶的工作環(huán)境及工作特征設(shè)計智能監(jiān)控系統(tǒng)，以保證傳送設(shè)備的持續(xù)運轉(zhuǎn)，減少其出現(xiàn)故障問題的概率。但是，自動化技術(shù)的應(yīng)用并不能夠從根本上規(guī)避這一問題，由于傳送的距離較長，且傳送過程中存在著諸多不確定因素，所以應(yīng)用自動化技術(shù)只能起到對傳送過程優(yōu)化的效果。
2.3開采設(shè)備
在煤礦開采環(huán)節(jié)當(dāng)中，開采設(shè)備所要面臨的威脅主要包括以下幾點：一是環(huán)境復(fù)雜。煤礦下復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境會直接影響到開采設(shè)備的運行效率和安全性。二是工作量大。在大工作量的情況下，開采設(shè)備需要長時間保持滿負(fù)荷運行的狀態(tài)，若不能夠及時監(jiān)控其運行狀態(tài)，則會直接導(dǎo)致開采設(shè)備的使用壽命受損。在自動化技術(shù)的推動之下，越來越多的新型開采設(shè)備得到了應(yīng)用，其中電牽引采煤機(jī)是最常見的自動化開采設(shè)備。在煤礦開采的過程中，一般的采煤機(jī)會因為地勢因素的影響而進(jìn)入下滑的狀態(tài)，且會因為動力的丟失而出現(xiàn)停機(jī)故障。電牽引采煤機(jī)則無需擔(dān)心這一問題，其能夠在保證正常開采效率的同時，確保動力供應(yīng)的充足性。同時，電牽引采煤機(jī)中還安置由自動監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器及計算機(jī)系統(tǒng)，其能夠?qū)﹂_采環(huán)境進(jìn)行掃描分析，判斷開采環(huán)境的實際情況后對開采指令進(jìn)行調(diào)整。
2.4監(jiān)控系統(tǒng)
在煤礦中所使用的監(jiān)控系統(tǒng)具有立體性、全面性的特征，其涵蓋了井下作業(yè)的全部生產(chǎn)要素及環(huán)節(jié)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的安全監(jiān)控、電力監(jiān)控、定位監(jiān)控等。自動化監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中會定期向機(jī)電設(shè)備發(fā)出信息反饋申請，而機(jī)電設(shè)備中安全的數(shù)據(jù)接收、傳輸器會實現(xiàn)這一功能，并將機(jī)電設(shè)備的運行狀態(tài)等各項參數(shù)傳輸給監(jiān)控平臺。即便是在機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，其內(nèi)置的自動定位系統(tǒng)也可以在第一時間傳輸給煤礦的技術(shù)人員，并將其所在位置的周邊環(huán)境信息進(jìn)行分析，切實提高設(shè)備搶修的效率。
3結(jié)語
綜合來看，自動化技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高煤礦生產(chǎn)的效率和安全性。相關(guān)企業(yè)及研究單位需要重視對煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高井下作業(yè)的自動化水平，提升煤炭資源的產(chǎn)量。
作者：劉麗 單位：冀中能源股份有限公司東龐礦機(jī)電科技術(shù)主管
