煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用(1)

朱曉寧 范鵬 劉波 石智棟 蓋曉軍

摘 要：中國(guó)煤礦基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化開采，正在朝著自動(dòng)化開采及智能化開采的方向發(fā)展。無論是自動(dòng)化開采還是智能化開采，其關(guān)鍵都在于煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制。分析了煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)，并闡述了其在煤礦開采中的應(yīng)用，可為認(rèn)識(shí)自動(dòng)化開采及智能化開采提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電自動(dòng)化;控制技術(shù);優(yōu)勢(shì);運(yùn)用探討

引言

隨著中國(guó)煤炭進(jìn)入到產(chǎn)能過剩階段，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是煤礦企業(yè)的重要任務(wù)之一。要實(shí)現(xiàn)由勞動(dòng)密集型企業(yè)向技術(shù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵在于減員提效， 而減員提效的實(shí)現(xiàn)過程在于使用更多的機(jī)電設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制[。在煤礦機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制后，不僅對(duì)人員的需求量大幅度減少甚至實(shí)現(xiàn)無人化，還能大幅度提高生產(chǎn)效率。為此，非常有必要認(rèn)識(shí)到煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)。本文圍繞煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)展開，介紹了一些關(guān)鍵設(shè)備自動(dòng)化控制的應(yīng)用情況。

1煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)分析

1.1增強(qiáng)了煤礦生產(chǎn)的安全性

在煤礦機(jī)電設(shè)備采用自動(dòng)化技術(shù)后，煤礦生產(chǎn)將變得更加安全。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的過程中需對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，若發(fā)生異常，則能更早地發(fā)現(xiàn)。這有助于更早地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的安全隱患，從而減少事故發(fā)生或降低事故發(fā)生造成的危險(xiǎn)性。很多自動(dòng)化設(shè)備都自帶有危險(xiǎn)報(bào)警功能，發(fā)生異常情況時(shí)能做出最有利的處理，這在很大程度上保證了工人的生命安全。此外，安裝在井下設(shè)備中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)能捕捉到工人的違規(guī)操作行為。這有利于規(guī)范工人的操作，使其養(yǎng)成正確操作設(shè)備的習(xí)慣，從而減少由誤操作引發(fā)的安全事故。隨著人工智能的發(fā)展，煤礦開采也將進(jìn)入智能化開采時(shí)代。工人可以在井上的煤礦智能化開采控制室中操作煤炭開采，這極大地保護(hù)了工人的生命安全。而且，智能化開采的出現(xiàn)推動(dòng)了煤礦夜班的取消。在煤礦夜班時(shí)，煤礦生產(chǎn)安全事故發(fā)生的可能性比白班大得多。

1.2提升了企業(yè)生產(chǎn)工作的實(shí)際效率

在各類煤礦企業(yè)中，機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制正在逐步向應(yīng)用智能化轉(zhuǎn)變，在煤礦企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中，應(yīng)用自動(dòng)化和智能化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并且能夠自動(dòng)化的采集和分析設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，保證煤礦機(jī)電設(shè)備一直具備優(yōu)異的運(yùn)行性能，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)的故障隱患也能夠提前進(jìn)行預(yù)測(cè)，大大的降低了企業(yè)對(duì)設(shè)備的維修成本，提升了企業(yè)生產(chǎn)工作的實(shí)際效率，同時(shí)也保證了煤礦的安全生產(chǎn)。

1.3提高了開采效率

機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制后，能大幅提高煤礦開采效率。過去，很多設(shè)備需要人來操作。人存在生理極限和需要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行判斷，這在某種程度上影響了煤礦開采的效率。采用自動(dòng)化控制技術(shù)后，就能通過傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)開采的自動(dòng)控制，這大幅度提高了煤礦開采效率，同時(shí)，生產(chǎn)時(shí)機(jī)電設(shè)備不需要像工人一樣換班，可以最大程度保證煤礦開采作業(yè)的持續(xù)性。隨著采煤科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦開采機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量也得到了很好的保證，機(jī)電設(shè)備的故障率很低。

2煤礦機(jī)電安全事故頻發(fā)的原因

2.1工作人員專業(yè)素質(zhì)低

煤礦機(jī)電作業(yè)與其他作業(yè)相比具有一定的特殊性。煤礦機(jī)電作業(yè)安全事故較多，對(duì)人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高。但在現(xiàn)實(shí)中，一些企業(yè)工人知識(shí)水平低，大多數(shù)機(jī)電工人工作強(qiáng)度高，但工資相對(duì)較低，這些都進(jìn)一步導(dǎo)致工作質(zhì)量普遍低下。另外，一些工作人員不能將相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)工作的實(shí)際情況相結(jié)合，施工安全性不足，增加了安全風(fēng)險(xiǎn)，不利于工人人身安全的保護(hù)和煤礦機(jī)電行業(yè)的快速發(fā)展。

2.2管理人員經(jīng)驗(yàn)不足

當(dāng)今煤礦建設(shè)過程中機(jī)電故障問題的原因之一是缺乏管理經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)制訂的采礦機(jī)電一體化管理戰(zhàn)略難以有效運(yùn)作，安全問題升級(jí)。安全問題可能是由于管理層無法適應(yīng)煤礦機(jī)電的具體情況而導(dǎo)致的，這會(huì)進(jìn)一步損害公司的發(fā)展以及給員工的心理帶來很大的負(fù)擔(dān)。

3煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的應(yīng)用分析

3.1自動(dòng)化控制在礦井通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

礦井通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)的主要?jiǎng)恿υ矗粌H要保證其運(yùn)行的可靠性， 還應(yīng)保證其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，礦井通風(fēng)機(jī)消耗的電能占礦井總消耗的50%左右。因此，必須保證礦井通風(fēng)機(jī)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，否則會(huì)有大量的電能浪費(fèi)。在過去，礦井通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)是通過風(fēng)機(jī)的葉片安裝角來調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)所用時(shí)間較長(zhǎng)，十分不方便。很多時(shí)候，礦井通風(fēng)阻力的測(cè)定幾個(gè)月甚至半年進(jìn)行1次，而在這個(gè)周期內(nèi)大量電能會(huì)被白白浪費(fèi)。而礦井通風(fēng)機(jī)經(jīng)過自動(dòng)化改造后，通過煤礦井下安裝的傳感器可實(shí)時(shí)測(cè)得礦井局部通風(fēng)阻力，根據(jù)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)就可確定礦井的實(shí)時(shí)通風(fēng)阻力。在確定礦井通風(fēng)阻力后，調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。這有助于在滿足礦井安全運(yùn)行的前提下節(jié)省大量的電能。

3.2礦井提升機(jī)系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

通常情況下，我國(guó)煤礦開采工作中的礦井系統(tǒng)都具有慣性較大、程序復(fù)雜以及速度較快的特點(diǎn)，而提升機(jī)又是煤礦開采過程中會(huì)使用到的重要機(jī)械設(shè)備，那么礦井系統(tǒng)的具體情況就一定會(huì)影響到礦井提升機(jī)的運(yùn)行過程，從而影響最終的煤礦開采效果。目前，煤礦企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)的過程中通常都會(huì)采用一定的措施來保護(hù)整個(gè)礦井系統(tǒng)，但是從實(shí)際情況來看還沒有取得較好的保護(hù)效果。而如果能將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到礦井提升機(jī)系統(tǒng)中，那么就能夠取得較為理想的適用效果，在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)，能夠大大提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和穩(wěn)定性， 同時(shí)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自身功能的自查，同時(shí)還可以應(yīng)用微處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)重尋址的功能，從而提高提升機(jī)的自我診斷能力。機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步的優(yōu)化了礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的各個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證了提升機(jī)的整體性能，同時(shí)機(jī)電設(shè)備的安裝操作也更為簡(jiǎn)單了。

3.3在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于在煤炭運(yùn)輸過程中無法避免長(zhǎng)途運(yùn)輸問題，運(yùn)輸過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多問題，為有效提高煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的效率，確保運(yùn)輸過程的安全，在煤炭生產(chǎn)過程中運(yùn)用機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，解決煤炭運(yùn)輸過程中煤炭的移動(dòng)、漂移等諸多問題。相關(guān)人員可以使用內(nèi)置的人機(jī)控制界面，根據(jù)煤炭運(yùn)輸情況調(diào)整參數(shù)，使運(yùn)輸更加精準(zhǔn)。同時(shí)，在煤炭運(yùn)輸過程中，可緊急疏散受影響人員，以備不時(shí)之需。此外，停車報(bào)警系統(tǒng)可對(duì)運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的問題發(fā)出信號(hào)，相關(guān)人員可在異常情況下采取緊急制動(dòng)動(dòng)作，利用PLC技術(shù)，準(zhǔn)確定位故障部位，故障原因并采取針對(duì)性措施解決問題，確保煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，確保運(yùn)輸效率，提高安全性。

結(jié)束語：我們對(duì)應(yīng)用煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的重要意義和煤礦機(jī)電自動(dòng)化控制的應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。煤礦能源對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，同時(shí)其也是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，現(xiàn)階段我國(guó)煤礦的開采量還不能與工業(yè)發(fā)展的時(shí)間需求相匹配，因此，應(yīng)用更加先進(jìn)并且優(yōu)良的自動(dòng)化技術(shù)，充分的保證了煤礦機(jī)電設(shè)備的操作性能，同時(shí)也提升了企業(yè)工作生產(chǎn)的安全性，推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

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