煤炭機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用

楊松雨

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化及智能化技術(shù)被大量應(yīng)用于裝備制造及改造中。煤炭采掘設(shè)備是我國(guó)裝備制造業(yè)中的重點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，在煤礦機(jī)電設(shè)備中的自動(dòng)化程度也在不斷提升，在提高了煤炭機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)效率的同時(shí)也對(duì)煤炭的安全生產(chǎn)起到了積極的作用。文章結(jié)合煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化的應(yīng)用前景及方向進(jìn)行分析闡述.

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備；自動(dòng)化；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用

前言

裝備制造及智能化技術(shù)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)實(shí)力的重要表現(xiàn)，在國(guó)家的裝備體系中，煤炭機(jī)電設(shè)備是一個(gè)國(guó)家裝備制造中的重點(diǎn)，在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)體系中煤炭在一次能源中占據(jù)著重要的地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的煤炭開(kāi)采及使用量占世界開(kāi)采及使用量的一半以上，為保障煤炭供應(yīng)，通過(guò)進(jìn)行煤炭開(kāi)采機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化改造，提高采掘設(shè)備的自動(dòng)化程度，提升煤炭開(kāi)采設(shè)備的生產(chǎn)效率。

1 自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介

自動(dòng)化技術(shù)是在上世紀(jì)60-70年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，其橫跨計(jì)算機(jī)、電子以及機(jī)械、電氣等多個(gè)學(xué)科并將其有效的融合而成的。在自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中。其主要是指在不依靠人參與的情況下，經(jīng)過(guò)傳感器的信號(hào)檢測(cè)、信息的傳輸、信息處理、程序處理以及操縱控制等流程，提高煤炭采掘的效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及電子技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化中所使用的控制器、傳感器以及各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)等都有了很大的發(fā)展，極大地促進(jìn)了煤炭機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制的發(fā)展。

2 自動(dòng)化技術(shù)在煤炭機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化中的應(yīng)用及發(fā)展

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，裝備的智能化水平不斷提高，以我國(guó)的煤炭機(jī)電設(shè)備為例，呈現(xiàn)出多層次的技術(shù)結(jié)構(gòu)，大中型煤礦以及私人煤礦在煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度分化明顯，其中在大、中型煤礦中自動(dòng)化程度較高，而在私人煤礦由于從成本、效率等方面考慮在煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度相對(duì)較低。同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在煤炭開(kāi)采技術(shù)上的自動(dòng)化程度相比，我國(guó)在煤炭開(kāi)采的自動(dòng)化程度相對(duì)較低，盡管近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)煤炭需求的增加促進(jìn)了煤炭機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，但從煤炭采掘機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用、開(kāi)發(fā)以及制造等多個(gè)方面仍然需要投入更多的精力進(jìn)行研發(fā)，無(wú)法滿足煤炭采掘設(shè)備的實(shí)際需求，離煤炭機(jī)電設(shè)備的大規(guī)模的機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)還有這一定的距離。

3 自動(dòng)化技術(shù)在煤炭機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化技術(shù)在煤炭安全生產(chǎn)自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用

煤炭的采掘主要是在井下完成的，井下工況復(fù)雜且環(huán)境惡劣，為保障井下作業(yè)人員的安全需要在煤炭機(jī)電設(shè)備中采用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)確保井下作業(yè)的安全。通過(guò)在井下各主要位置（如各主要采煤區(qū)的變電所、壓風(fēng)機(jī)房等）設(shè)立完善的溫度、濕度、瓦斯等檢測(cè)裝置，并通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)將這些檢測(cè)裝置與上位機(jī)相連，將井下傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)其對(duì)于井下工況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)傳感器測(cè)得井下的工況數(shù)據(jù)發(fā)生變化并觸動(dòng)控制系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)所設(shè)定的程序?qū)虑闆r進(jìn)行判定并執(zhí)行相應(yīng)的命令，確保井下作業(yè)人員的安全。通過(guò)將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭綜才設(shè)備中能夠有效的提高煤炭生產(chǎn)企業(yè)的效率同時(shí)也能夠?yàn)榫掳踩a(chǎn)提供有力的保障，所以，在煤炭機(jī)電設(shè)備中發(fā)展和應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)今乃至今后一段時(shí)間內(nèi)煤炭機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化、智能化發(fā)展的重點(diǎn)。

3.2 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭的輸送系統(tǒng)中

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭輸送系統(tǒng)中能夠有效地提高其輸送效率，煤炭采掘設(shè)備在井下完成了煤層的開(kāi)采后，通過(guò)使用膠帶輸送設(shè)備完成煤炭的輸送。其中煤炭膠帶機(jī)輸送系統(tǒng)是由礦井支路輸送膠帶機(jī)和主干膠帶輸送機(jī)所組成的，其煤炭輸送能力極強(qiáng)，是煤炭機(jī)電設(shè)備中的重要組成部分。傳統(tǒng)的膠帶輸送機(jī)在使用的過(guò)程中并未有監(jiān)測(cè)，從而無(wú)法對(duì)其進(jìn)行設(shè)備裝備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)行中的小問(wèn)題無(wú)法得到及時(shí)維修，一旦發(fā)生故障將會(huì)使得整個(gè)煤炭開(kāi)采流程停止工作，從而對(duì)煤炭的開(kāi)采造成極為嚴(yán)重的影響。通過(guò)將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于膠帶輸送機(jī)中，使用PLC來(lái)作為主控單元，通過(guò)使用Profibus總線的通訊方式將膠帶輸送機(jī)中的調(diào)節(jié)、主控以及行程監(jiān)控等子單元控制模塊進(jìn)行連接，膠帶輸送機(jī)中的主要檢測(cè)點(diǎn)為膠帶上煤層的高度、膠帶是否跑偏、打滑以及膠帶機(jī)中的滑輪是否卡死等，當(dāng)以上這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題并將信號(hào)發(fā)送至上位機(jī)中，上位機(jī)根據(jù)情況對(duì)問(wèn)題輸送機(jī)進(jìn)行停機(jī)并啟用備用設(shè)備進(jìn)行傳輸，從而保證了井下煤炭的輸送正常。主控室根據(jù)報(bào)警情況及時(shí)安排設(shè)備維修人員對(duì)膠帶輸送機(jī)進(jìn)行維修，從而避免了膠帶輸送機(jī)出現(xiàn)小問(wèn)題無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而造成嚴(yán)重故障，影響整個(gè)煤炭開(kāi)采流程的正常進(jìn)行。這是自動(dòng)化技術(shù)在煤炭綜采設(shè)備應(yīng)用的集中體現(xiàn)。

3.3 做好自動(dòng)化技術(shù)在煤炭采掘設(shè)備中的應(yīng)用

隨著國(guó)家煤炭需求的不斷增加以及表層煤層的開(kāi)采殆盡，現(xiàn)今煤炭的開(kāi)采向著更深且地質(zhì)條件更為復(fù)雜的深層煤層開(kāi)采，從而使得煤炭開(kāi)采設(shè)備的工況更為惡劣，因此，為提高煤炭開(kāi)采的效率與安全性提升煤炭綜采設(shè)備的自動(dòng)化控制水平尤為重要，在深層煤層的開(kāi)采中，煤炭采掘設(shè)備和液壓支撐設(shè)備是煤炭開(kāi)采中的必要設(shè)備，通過(guò)提升煤炭綜采設(shè)備的自動(dòng)化水平，使用電牽引的采煤機(jī)來(lái)對(duì)煤層進(jìn)行開(kāi)采，從而在保障采煤效率的同時(shí)使得整個(gè)采煤設(shè)備能夠有充足的動(dòng)力進(jìn)行前進(jìn)并在設(shè)備下滑過(guò)程中自動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)綜采設(shè)備的姿態(tài)調(diào)整。使其能夠較為輕松在傾角達(dá)到40-50°的斜坡上進(jìn)行作業(yè)，極大地提高了綜采設(shè)備的自適應(yīng)能力，從而有效地減少了井下工作人員的數(shù)量，提高了綜采設(shè)備的工作效率。

3.4 提高煤炭機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)水平

在進(jìn)行煤炭井下作業(yè)時(shí)，電氣設(shè)備的是其中重要的輔助設(shè)備，其主要為井下中的風(fēng)機(jī)、排水以及電機(jī)等提供充足的電能，確保井下采掘設(shè)備的正常工作。現(xiàn)今在井下電氣設(shè)備中的自動(dòng)化應(yīng)用主要集中在對(duì)于風(fēng)機(jī)、電機(jī)、排水設(shè)備以及空壓設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行與檢修的等方面，通過(guò)使用自動(dòng)控制設(shè)備來(lái)對(duì)以上設(shè)備進(jìn)行控制，使其能夠按照預(yù)定的程序運(yùn)行，并對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，從而有效地提高設(shè)備的使用效率，保障電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。做好電氣設(shè)備的自動(dòng)化是現(xiàn)今煤炭開(kāi)采企業(yè)擺脫傳統(tǒng)應(yīng)用與管理的重要途徑，通過(guò)提高電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平可以有效降低其對(duì)于人力資源的需求，從而有效的將電氣設(shè)備納入自動(dòng)化、科學(xué)化的管理系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的管理人員只需根據(jù)各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)即可完成對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控，避免了由于工作人員的主觀因素而造成的工作失誤，提高煤炭生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要能源，近些年來(lái)，我國(guó)對(duì)于煤礦的開(kāi)采和使用量逐年上升，通過(guò)提高煤炭開(kāi)采企業(yè)的自動(dòng)化水平可以在有效地提高企業(yè)的開(kāi)采效率同時(shí)提高煤炭企業(yè)在煤炭開(kāi)采中的安全性，是衡量煤炭開(kāi)采企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志，也是煤炭開(kāi)采企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中一個(gè)重要的組成部分，因此，在實(shí)際的工作中，煤炭開(kāi)采企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)在煤炭機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，提高煤炭機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化水平，更好地促進(jìn)煤炭企業(yè)的發(fā)展。文章在分析國(guó)內(nèi)外煤炭開(kāi)采設(shè)備中自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上對(duì)煤炭機(jī)電設(shè)備中的自動(dòng)化應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析介紹。

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