自動化技術在煤礦機電設備的應用

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摘要：在傳統(tǒng)的煤礦生產環(huán)節(jié)當中，由于井下環(huán)境的復雜化以及生產技術的落后化影響，煤礦事故屢見不鮮。而自動化技術的應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?，F(xiàn)階段，自動化技術在煤礦機電設備中有著較為廣闊的應用空間，本文對自動化技術的應用現(xiàn)狀進行了詳細的分析，并深入探究了自動化技術在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)、開采設備、傳送設備以及升降設備中的應用。

關鍵詞：自動化技術；煤礦；機電設備；應用；分析

1自動化技術在煤礦機電設備中的應用現(xiàn)狀

自動化技術是多項技術的綜合產物，其主要包括以下幾大技術種類：一是微電子技術。微電子技術主要應用于自動化機電設備的控制板塊當中，其核心內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，微電子技術的應用也是多種煤礦機電設備進行連接的關鍵所在，其能夠實現(xiàn)不同機電設備之間的數(shù)據傳輸，從而后期的自動化控制操作打下基礎。二是計算機技術。計算機技術是自動化控制技術的核心所在，無論是信息的傳輸、處理還是控制指令的下達均由核心的計算機組件負責。在煤礦機電設備中所使用的計算機組件具有功能化、專項化及微型化的特征，功能化指的是計算機系統(tǒng)的運行功能較為全面，可以滿足不同情況下的生產需求；專項化指的是其各項功能的運轉均以進行煤礦資源開采為主；微型化指的是計算機系統(tǒng)的體積較小，區(qū)別于一般的家用計算機。三是機械技術。從某種角度來看，自動化技術是煤礦機電設備的核心與靈魂，而機械技術則是其基礎與載體。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械模塊，而正是在擁有機械模塊的基礎上自動化技術才能夠得到應用。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中，從而由控制模塊操控機電設備進行運轉。

2具體的應用分析

從能源產業(yè)大環(huán)境的角度來看，新型能源的全面、多領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占據我國能源需求的主要地位。從我國煤炭資源的綜合產量角度來看，其正常的生產量與市場需求之間存在較大的缺口，而為了彌補這一缺口，依靠國外進口已經成為了一種常態(tài)化。而從生產安全性的角度來看，復雜、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，甚至會給一個家庭造成沉重的心理傷害及經濟負擔。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面影響，加大煤礦機電設備的自動化技術研究，加快自動化技術的普及程度儼然成為了煤礦開采行業(yè)不可逆轉的發(fā)展趨勢。

2.1升降設備

升降設備是實現(xiàn)井上與井下相結合的關鍵設備，其一般設置在入井口的位置，主要承擔著傳輸人力、物力資源、儀器設備以及輸送煤炭的工作責任。從設備結構角度來看，升降設備的設計難度相對較低，且結構組成較為簡單，使用價值高，單價低，因而其基本在全國范圍內的煤礦上均有所使用。對于升降設備而言，保證其運行安全性是自動化技術的關鍵所在，這就要求自動化技術不僅要實現(xiàn)設備的自動化運行，更要能夠對升降設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。一般情況下，調整升降設備的PLC程序即可滿足其自動運行的基本需求，且PLC技術還具備實時監(jiān)控功能、故障分析及故障預警功能。PLC技術可以在設備運行階段時對其各個組成部分進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患及故障問題，并發(fā)出預警。

2.2傳送設備

傳送設備主要將從工作面上開采下來的煤炭資源運輸至井上，其一般由電機和傳送帶兩部分構成。盡管傳送設備的結構較為簡單，但其卻是煤礦機電設備的常見故障點，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。在應用自動化技術時，需要針對傳送帶的工作環(huán)境及工作特征設計智能監(jiān)控系統(tǒng)，以保證傳送設備的持續(xù)運轉，減少其出現(xiàn)故障問題的概率。但是，自動化技術的應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，所以應用自動化技術只能起到對傳送過程優(yōu)化的效果。

2.3開采設備

在煤礦開采環(huán)節(jié)當中，開采設備所要面臨的威脅主要包括以下幾點：一是環(huán)境復雜。煤礦下復雜的地質環(huán)境會直接影響到開采設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，開采設備需要長時間保持滿負荷運行的狀態(tài)，若不能夠及時監(jiān)控其運行狀態(tài)，則會直接導致開采設備的使用壽命受損。在自動化技術的推動之下，越來越多的新型開采設備得到了應用，其中電牽引采煤機是最常見的自動化開采設備。在煤礦開采的過程中，一般的采煤機會因為地勢因素的影響而進入下滑的狀態(tài)，且會因為動力的丟失而出現(xiàn)停機故障。電牽引采煤機則無需擔心這一問題，其能夠在保證正常開采效率的同時，確保動力供應的充足性。同時，電牽引采煤機中還安置由自動監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器及計算機系統(tǒng)，其能夠對開采環(huán)境進行掃描分析，判斷開采環(huán)境的實際情況后對開采指令進行調整。

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)的全部生產要素及環(huán)節(jié)，并能夠實現(xiàn)對機電設備的安全監(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電設備發(fā)出信息反饋申請，而機電設備中安全的數(shù)據接收、傳輸器會實現(xiàn)這一功能，并將機電設備的運行狀態(tài)等各項參數(shù)傳輸給監(jiān)控平臺。即便是在機電設備出現(xiàn)故障的情況下，其內置的自動定位系統(tǒng)也可以在第一時間傳輸給煤礦的技術人員，并將其所在位置的周邊環(huán)境信息進行分析，切實提高設備搶修的效率。

3結語

綜合來看，自動化技術的應用可以有效提高煤礦生產的效率和安全性。相關企業(yè)及研究單位需要重視對煤礦機電設備自動化技術的研究和應用，提高井下作業(yè)的自動化水平，提升煤炭資源的產量。

作者：劉麗 單位：冀中能源股份有限公司東龐礦機電科技術主管