煤礦機(jī)電設(shè)備中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探析

楊松

摘 要：將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備中不僅可以使人工成本大大降低，提高了煤礦開(kāi)采效率，還能夠提高生產(chǎn)作業(yè)的安全性。由此可知，《煤礦機(jī)電設(shè)備中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用》這一課題具有重要的研究意義。為此，從自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)概述入手，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了全面而深入地分析，并在此基礎(chǔ)上探究了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤炭機(jī)電設(shè)備;自動(dòng)化技術(shù);優(yōu)勢(shì);具體應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TB ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.24.114

1 自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域大放光彩，有效推動(dòng)了這些領(lǐng)域的發(fā)展，不僅提高了其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)還大大減輕了員工的勞動(dòng)力，也使一些安全事故的發(fā)生概率大大降低，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了非常優(yōu)越的條件。自動(dòng)化技術(shù)屬于一種綜合性比較強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)，融合了很多技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，具有非常明顯的復(fù)雜性、多功能性，在融合一些人工智能技術(shù)以后，還表現(xiàn)出來(lái)一定的智能化特點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我們所應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)主要涉及到信息技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等。利用自動(dòng)化技術(shù)，我們目標(biāo)已經(jīng)可以對(duì)控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，這對(duì)于煤礦企業(yè)而言是大大的“福音”。我們知道，煤礦企業(yè)中應(yīng)用到非常多的大型設(shè)備，而這些設(shè)備一旦出現(xiàn)問(wèn)題，那么不僅會(huì)使生產(chǎn)中斷，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，而且在排查故障時(shí)也相當(dāng)?shù)刭M(fèi)時(shí)費(fèi)力。但是利用自動(dòng)化技術(shù)就能有效處理這些問(wèn)題，可以在一些設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題以后能夠自行排查，在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)不僅大大提升了工作效率，同時(shí)也降低了維修成本，能夠讓這些出故障的設(shè)備早日投入生產(chǎn)。在國(guó)內(nèi)一些煤礦企業(yè)中，它們應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的方式略有不同，更多的是應(yīng)用于運(yùn)輸設(shè)備以及釆挖設(shè)備上，至于其他設(shè)備則應(yīng)用比較少，仍然以人工為主，而且對(duì)于國(guó)內(nèi)一些小型企業(yè)而言，自動(dòng)化技術(shù)普及程度較低，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)比較少。

2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)很多大型煤礦企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，有效推動(dòng)了我國(guó)煤礦企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也大大降低了人工成本，對(duì)于一些比較危險(xiǎn)的工作也可以用自動(dòng)挖掘設(shè)備替代人工來(lái)完成，使煤礦事故發(fā)生的概率大大較低。就目前自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景而言，其在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，將會(huì)在煤礦企業(yè)中有更大的應(yīng)用市場(chǎng)，同時(shí)表現(xiàn)出更明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.1 提高了煤礦開(kāi)采效率

當(dāng)前，露天煤礦基本上已經(jīng)被開(kāi)采完成，所以很多采礦工作只能在深遠(yuǎn)地地下完成，而與露天開(kāi)采不同，很多時(shí)候都只能依賴(lài)于人工進(jìn)行開(kāi)采，所以開(kāi)采效率非常慢，而且危險(xiǎn)性也非常大。但是通過(guò)利用自動(dòng)化技術(shù)可以有效緩解這個(gè)問(wèn)題，使煤礦開(kāi)采效率大大提升。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到釆挖設(shè)備上，通過(guò)預(yù)先編寫(xiě)好的程序來(lái)控制挖掘設(shè)備的工作內(nèi)容，能夠使設(shè)備運(yùn)行流暢性被提升。而對(duì)于人工而言，釆挖難度要比裝煤的難度大很多，利用具有自動(dòng)化功能的挖掘設(shè)備可以將他們的工作難度降低，而把相對(duì)簡(jiǎn)單的裝煤工作留給人工，從而使煤礦總體工作效率得到提升。

2.2 使人工成本大大降低

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，可以使人工成本大大降低。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，只需要技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操控就可以讓設(shè)備替代很多人的工作，并且還可以保證工作效率，從而使人工成本降低。比如，對(duì)于整個(gè)采礦環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有自動(dòng)化挖掘設(shè)備之前，基本上所有的工作都只能依靠人工來(lái)完成，即使有一些挖掘設(shè)備，由于沒(méi)有自動(dòng)化技術(shù)的幫助，所以必然需要人工現(xiàn)場(chǎng)操作挖掘設(shè)備進(jìn)行工作，這在無(wú)形之中就增加了人工成本。而利用自動(dòng)化技術(shù)可以讓一個(gè)技術(shù)人員同時(shí)操控好幾臺(tái)挖掘設(shè)備，這就使挖掘人工成本成倍降低，這對(duì)于提高這些煤礦企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是非常有利的。

2.3 提高生產(chǎn)作業(yè)的安全性

煤礦企業(yè)生產(chǎn)是個(gè)比較危險(xiǎn)的工作，尤其是對(duì)于一些比較危險(xiǎn)的工作崗位更是如此。就拿煤礦機(jī)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，充分應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠提高生產(chǎn)作業(yè)的安全性，給機(jī)電技術(shù)人員創(chuàng)造一個(gè)更為安全、舒適的工作環(huán)境。對(duì)于某些比較危險(xiǎn)的工作，他們完全可以讓自動(dòng)化設(shè)備來(lái)完成，防止安全事故的發(fā)生。“安全大于天”是每個(gè)煤礦企業(yè)都具備的意識(shí)，而如何才能真正地做好員工安全防護(hù)工作，將產(chǎn)生安全事故的概率降至最低，是每個(gè)煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都應(yīng)該思考的問(wèn)題。生命只有一次，防患于未然永遠(yuǎn)要比亡羊補(bǔ)牢的效果好，而自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)就為煤礦企業(yè)做好防范奠定了基礎(chǔ)，而如何能夠最大程度上地將其應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，同樣也是機(jī)電技術(shù)人員應(yīng)該考慮的問(wèn)題。

3 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)很多煤礦企業(yè)中都得到了較為普遍化的應(yīng)用，尤其是在一些機(jī)電設(shè)備中更是顯露出了極其明顯的特性?xún)?yōu)勢(shì)。而且由于自動(dòng)化技術(shù)是由很多其他技術(shù)融合而成，所以在實(shí)際應(yīng)用中還表現(xiàn)出其他科學(xué)技術(shù)特點(diǎn)，給煤礦企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)造了非常優(yōu)越的條件。目前國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在提升機(jī)、壓縮機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、釆挖設(shè)備以及生產(chǎn)監(jiān)控等設(shè)備中，而且在不同的設(shè)備應(yīng)用中體現(xiàn)出不同的功效，但都有效地改善了其工作效率和工作質(zhì)量，對(duì)于這些煤礦企業(yè)未來(lái)發(fā)展具有十分重要的意義。

3.1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中提升機(jī)的應(yīng)用

提升機(jī)在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中是最為普遍和常見(jiàn)的一種運(yùn)輸設(shè)備，主要用于對(duì)員工以及一些設(shè)備的上下井。在過(guò)去，煤礦企業(yè)的提升機(jī)的正常運(yùn)作是利用交變電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而對(duì)升降速度的控制往往需要依賴(lài)于內(nèi)置電阻。當(dāng)然，在實(shí)際工作中往往還需要應(yīng)用一些輔助設(shè)備來(lái)對(duì)速度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，而在這個(gè)過(guò)程中對(duì)電流的利用率非常低，存在非常嚴(yán)重的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，增加了企業(yè)生產(chǎn)成本。不僅如此，由于提升機(jī)隨時(shí)運(yùn)行，而且在不同的時(shí)候可能需要運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量不同，所以在工作中對(duì)于設(shè)備的質(zhì)量有著較高的要求，如果這些設(shè)備質(zhì)量存在問(wèn)題或者沒(méi)有做好日常的檢修工作，那么其一旦出現(xiàn)事故，那往往都是災(zāi)難性的。這就要求煤礦企業(yè)能夠借助于其他科學(xué)技術(shù)手段優(yōu)化該工作，通過(guò)優(yōu)化工作路線(xiàn)來(lái)避免此類(lèi)事故的發(fā)生，同時(shí)給企業(yè)員工創(chuàng)造更安全的工作條件。在當(dāng)前的社會(huì)背景下，通過(guò)將自動(dòng)化技術(shù)融入其中，達(dá)到數(shù)控的要求，不僅可以實(shí)現(xiàn)智能化精準(zhǔn)控制升降速度的目標(biāo)，而且還有效增加了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。在一些人眼中，將自動(dòng)化技術(shù)融入其中就意味著設(shè)備更新，而這就增加了企業(yè)成本，但是將目光放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些就會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然從表面上來(lái)看企業(yè)設(shè)備成本上升，但是對(duì)于電能的節(jié)約以及對(duì)事故的預(yù)防所帶來(lái)的貢獻(xiàn)卻是十分客觀的。融入自動(dòng)化技術(shù)以后，技術(shù)人員還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還可以及時(shí)自動(dòng)檢測(cè)出故障產(chǎn)生的原因，給后續(xù)的維修工作提供參數(shù)，提高維修效率和質(zhì)量，同時(shí)也使維修難度大大降低。

3.2 自動(dòng)化技術(shù)在運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用

煤礦運(yùn)輸機(jī)是將煤炭從井下運(yùn)輸?shù)骄媳夭豢缮俚墓ぞ撸旱V企業(yè)一般應(yīng)用到的運(yùn)輸機(jī)設(shè)備的傳動(dòng)動(dòng)力主要依賴(lài)于多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，而實(shí)際啟動(dòng)中需要借助于液力耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而在這個(gè)過(guò)程中會(huì)給皮帶以及其他組成部分帶來(lái)瞬間大電流所形成的高壓，這對(duì)于運(yùn)輸機(jī)其他部位零件的壽命會(huì)帶來(lái)非常大的影響，并最終導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)的壽命大大降低。摩擦生熱也是皮帶傳送經(jīng)常面臨的一個(gè)問(wèn)題，所產(chǎn)生的熱量會(huì)使皮帶出現(xiàn)老化的問(wèn)題。不僅如此，過(guò)去的運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀況并不平穩(wěn)，煤塊掉落的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以往往需要配備專(zhuān)門(mén)的工作人員負(fù)責(zé)清理這些掉塊，給企業(yè)增加了人工成本。而通過(guò)將PLC系統(tǒng)應(yīng)用到運(yùn)輸機(jī)相關(guān)設(shè)備中，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，達(dá)到數(shù)控要求，保證運(yùn)輸機(jī)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的情況對(duì)運(yùn)輸速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證運(yùn)輸過(guò)程的穩(wěn)定性，從而使皮帶與煤礦之間盡可能不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，避免熱量的產(chǎn)生，提高皮帶的使用壽命，也使運(yùn)行可靠性大大提升。與此同時(shí)，也可以避免煤塊掉落情況的發(fā)生，所以企業(yè)不需要安排專(zhuān)人去清理這些掉落的煤塊，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，也使設(shè)備產(chǎn)生故障的概率大大降低。

3.3 自動(dòng)化技術(shù)在壓縮機(jī)中的應(yīng)用

壓縮機(jī)基本上煤礦所有設(shè)備的動(dòng)力源頭，而有關(guān)研究結(jié)果表明，對(duì)于很多煤礦企業(yè)而言，其使用的壓縮機(jī)所花費(fèi)的電費(fèi)金額達(dá)到十幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)元，這對(duì)于一些中小型企業(yè)而言是非常大的一筆生產(chǎn)負(fù)擔(dān)。產(chǎn)生這種情況的原因非常明顯，主要是因?yàn)槊旱V機(jī)電設(shè)備有時(shí)候并不需要其滿(mǎn)負(fù)荷工作，而壓縮機(jī)設(shè)備工作形式比較“呆板”，不能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要而智能化地進(jìn)行調(diào)整，所以造成了電能上的浪費(fèi)。一般來(lái)講，壓縮機(jī)工作往往需要與交流電機(jī)進(jìn)行配合才能保證動(dòng)力支持。壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的情況并不是固定不變的，滿(mǎn)載、空載無(wú)規(guī)律地交替轉(zhuǎn)換，所以導(dǎo)致交流電機(jī)也要跟著不斷變化，不僅給電網(wǎng)帶來(lái)非常大的工作壓力，同時(shí)還降低了煤礦勞動(dòng)效率。將自動(dòng)化技術(shù)引入到壓縮機(jī)設(shè)備中，就可以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)節(jié)功能，使壓縮機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，使電能大大降低，并且降低了電網(wǎng)工作壓力，延長(zhǎng)了電網(wǎng)使用壽命。

3.4 自動(dòng)化技術(shù)在采掘設(shè)備中的應(yīng)用

采掘設(shè)備在煤礦企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中的重要性不言而喻。眾所周知，井下挖煤是一項(xiàng)比較危險(xiǎn)的過(guò)程，而且由于井下環(huán)境惡劣，產(chǎn)生塌方冒頂?shù)那闆r往往不能有效避免，而且危險(xiǎn)產(chǎn)生時(shí)并沒(méi)有任何的表現(xiàn)，所以工人不能對(duì)一些潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判。這就使工人在采礦過(guò)程中不僅要承受很大身體上的壓力，同時(shí)他們心理負(fù)擔(dān)也非常沉重。傳統(tǒng)的人工采掘效率比較低，而在應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械采掘方法時(shí)對(duì)于技術(shù)人員要求比較高，不僅需要他們掌控采掘的角度和力度，同時(shí)還要做好滑脫的準(zhǔn)備。有些地方并不能依靠機(jī)械來(lái)幫助挖掘，而只能依靠最原始的人力進(jìn)行挖掘，這就進(jìn)一步增加了人工勞動(dòng)力和發(fā)生事故的概率。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到采掘設(shè)備中的比如當(dāng)前應(yīng)用比較多的電牽引采煤機(jī)就是應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的典型案例。其實(shí)質(zhì)上就是利用自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)化了其功能，使設(shè)備添加了一個(gè)牽引功能，使采煤機(jī)出現(xiàn)滑動(dòng)以后，可以借助于牽引技術(shù)阻止滑動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)一步產(chǎn)生，降低對(duì)采掘空間的要求，不但提高了采掘效率，同時(shí)還增加了勞動(dòng)過(guò)程的安全性。

3.5 自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用

粉塵超標(biāo)、瓦斯?jié)舛冗^(guò)大、地層變動(dòng)等都是采煤過(guò)程中可能遇到的安全事故，所以監(jiān)控工作非常有必要，能夠?qū)⒑芏喟踩[患扼殺在搖籃中，不僅為工人安全提供了保障，同時(shí)也降低了煤礦企業(yè)生產(chǎn)成本。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控設(shè)備中，主要是以計(jì)算機(jī)為操作段，并且利用傳感器將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳遞出去，通過(guò)一系列的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換而以更直觀的形式展示出來(lái)，從而起到報(bào)警作用。利用這種監(jiān)控手段可以使工人工作安全性大大提升，并且讓監(jiān)控人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，一方面給工人安全撤離爭(zhēng)取時(shí)間，保證工人身命安全;另一方面也可以將危險(xiǎn)產(chǎn)生的苗頭扼殺掉，保護(hù)企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全。

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