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自动化技术在煤矿机电设备的运用

摘要:自动化技术的应用有效提高了设备运行的可控性和生产效率,减少生产过程的原材料、能源损耗,其在煤矿机电设备方面的应用已成为一种发展趋势。分析了自动化技术概况及其在煤矿机电设备方面的发展现状与趋势,以实现煤矿企业更安全、更稳定、更环保的进行作业。

关键词:自动化技术;煤矿机电设备;应用

通俗说,自动化技术就是通过机械设备的操作来完成各种任务,机械装备通过各种传感器、计算机、PLC可编程序、显示器及其他相关技术等将信息传输与处理,达到想要完成的目标。近年来,我国的煤矿机电自动化技术涉及的范围较广,包括电子信息技术、计算机技术、自控机械技术等,是一门多技术交互相融的学科,是一门自动化技术水平较高的学科。将这种技术应用在煤炭开采方面可大大提高煤矿安全生产的安全性、可靠性和稳定性,不但提升了煤矿开采的效率,而且实现了煤矿安全生产的环保要求,提高了煤矿资源开采的质量。

1煤矿机电设备的自动化现状

从20世纪国外自动化微电子技术的兴起,特别是计算机技术、传感技术的兴起使自动化技术得到高速发展。目前,煤矿机电设备在发达国家的发展历史已有半个多世纪,他们的设备条件、生产效率以及煤矿安全生产的整体水平都处在世界前列,特别是近年在煤矿安全生产中广泛应用的自动化控制技术,以及自动化的大型设备,使劳动者的工作效率大大提升,自动化技术日益成熟。我国的自动化进程相对缓慢,仍处于最普通的机械化的发展阶段,煤炭开采大型自动化技术进程、开发进程还远远落后于发达国家。最原始的人工作业生产的方式在一些乡镇矿井屡见不鲜,即使是一些大中型的煤矿也主要采用综合开采的手段,即半人工半自动化的机械手段。总之,我国煤炭开采水平还处于一种层次多、结构复杂的状态,设备力量及技术水平不能适应我国煤矿机电设备的实际需求,相关技术水平还有待进一步完善和提高,需向国外的先进自动化技术学习,不断地自我完善,为国家煤矿安全生产拓展新的研究方向[1]。

2煤矿设备自动化技术应用的发展趋势

一是设计一种核心技术自主研发的有技术竞争力的开采装置;二是提高设备整体的自动化水平,使其尽量多功能化、智能化、灵活化;三是发展微信息处理技术,使自动化技术向小型化转向;四是人工智能机器人作业成为一种趋势,可以降低劳动成本,降低人员伤亡率;五是节能环保已被列为七大战略性新兴产业之首,发展高效节能开采技术和装备刻不容缓。

3自动化技术在煤炭机电行业的应用

在煤炭开采的实际操作过程中,煤矿提升机械设备是煤矿开采领域最常用也是最关键的设备之一,其自动化技术应用程度较高。煤矿提升机械设备主要用来提升井下开采的煤炭,还有升降井下作业的工作人员和相关设备等。简言之,其实际工作就是反复进行升降运动,且在升降过程中应保持平稳的速度。因此,煤矿提升机的自动化应用有效保证了煤炭开采的工作效率。煤矿提升自动化设备最关键的部件是电控制器,在实际应用中,为了保证提升机能平稳可靠的长期运行,引进我国目前最为先进的全数字化控制系统提升机至关重要[2]。这种提升机有控制、检测、变频、通讯、监控等自动化功能,主要作用是辅助、监控和调节,由全数字化系统和PLC编程进行监控和调节全部功能,每个功能可分布独自控制器,控制器与控制器之间的通讯采用总线的方式进行,另外,在实际操作应用中,充分把握好操作要领也至关重要。矿井提升机计算机控制系统结构示意图见图1。在煤矿开采过程中,由于各种层次结构的煤矿地理、环境、条件各不一样,大部分是极其恶劣且复杂的,因此,安全事故时有发生,最原始的人工操作在这种环境条件下作业显得不太现实,不仅生产效率低,安全隐患更是无处不在。所以,煤矿企业要想安全、高效、高产的长期稳定进行生产作业,引进现代化的采掘设备、实现综合自动化开采成为首要选择。电牵引采煤机是煤矿采掘设备中自动化技术应用最常见的设备之一,也是煤矿安全开采的核心设备。将自动化技术应用在电牵引采煤机中,不仅提高了传统液压牵引采煤机的整体安全生产的各种性能,还能使设备整体的牵引力大大增强。当采煤机要前进时,可提供足够的牵引力使其不断产煤;当采煤机下滑时立即发电制动,防止下滑,防止安全事故的发生。另外,在牵引电动机的轴端安装一个防止机器下滑的停机制动器,这样,哪怕在40°到50°的大倾角,甚至更大角度的煤层作业时,采煤机都能正常作业,不会出现下滑的情况,非常安全、可靠,不但节省了其他防滑设备的支出,而且很大程度上提高了开采效率,使煤矿企业实现“高效、高产、环保”的美好前景[3]。就我国而言,在煤炭开采过程中,由于开采时间长、作业劳动强度大,面临的各种安全风险相对较大,特别是重大事故的频繁发生,给煤矿企业、作业人员都带来了不同程度的威胁,所以煤矿开采的安全问题已成为全社会共同关注的重大问题。因此,在煤炭开采的实际作业过程中,将先进的自动化技术运用到煤矿监测监控系统之中,让煤矿监测监控系统走向自动化、智能化、多功能化、全面化是必然选择,迫切地需要对煤矿生产全过程进行全面跟踪显示,360°无死角地进行监测监控,以保障井下作业人员以及煤矿机电设备的安全。目前,应用较为广泛的系统主要包括:人员定位系统、移动通讯系统、电网监控系统、安全监控系统、防爆/排水系统等。自动通讯技术及网络监测系统是自动化检测及监控系统设备的心脏,具有实时、准确、全面监测等主要特点,为煤矿的安全生产提供了极大的便利,使煤矿监控技术得到了进一步的完善和提升。它包括了以下几种主要功能:实时显示、监测井下地理现状;可以准确地绘制煤矿井下的环境分布情况及作业人员的分布情况的实时动态图,以便清晰地查看作业人员的位置及作业情况;如有突发事故发生,可以第一时间查找井下作业人员的信息情况,快速地识别人员身份,准确定位事故人员的地理位置,为事故救援工作提供极大的便利;自动化、智能化、高效人性化的设计,使煤矿安全生产的管理及煤矿工作人员及救援人员的工作效率大大提高。将自动化技术运用到煤矿安全监控系统中,不仅提高了煤矿安全生产效率,及时掌握井下人员工作状况信息,而且减轻了煤矿生产企业的经济损失,为煤矿井下工作人员的生命财产安全提供保障,促进煤矿安全生产管理水平的进一步提升[4]。

4结语

本文通过对煤矿机电设备自动化技术应用的简要分析,使我们得知,随着科技的快速发展以及自动化技术水平的不断完善和提高,自动化技术应用于煤矿机电设备中已然成为煤矿生产企业高产、高效开采及保证井下人员生命财产安全的基础。煤矿机电设备的自动化程度已然成为一个煤矿企业是否具有现代化生产水平的标志,其地位也将会随着时代的发展而不断提高。

参考文献

[1]候海军.试论煤矿机电设备自动化技术的应用[J].电子技术,2014(6):246.

[2]张强.浅谈自动化技术在煤矿机电设备方面的应用[J].工程技术,2017(4):137.

[3]段振虎.谈自动化技术在煤矿机电设备方面的应用[J].工程技术,2017(8):772.

[4]李树阁.谈自动化技术在煤矿机电设备方面的应用[J].黑龙江科技信息,2015(24):45.

作者:王渝 单位:中煤科工集团重庆研究院有限公司

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