煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用研究

馮亞飛

摘要：隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅大幅度提高了煤礦的生產(chǎn)效率，還提高了煤礦生產(chǎn)的安全性。簡(jiǎn)要闡述了煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，探討了機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備管理的難點(diǎn)，并介紹了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，以期為煤礦現(xiàn)代化發(fā)展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電;自動(dòng)化技術(shù);創(chuàng)新應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)煤礦開采的技術(shù)也在逐漸的創(chuàng)新，傳統(tǒng)的人力開采已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化城市發(fā)展的需求，由傳統(tǒng)的人力開采逐漸轉(zhuǎn)化為機(jī)電自動(dòng)化開采，機(jī)電自動(dòng)化開采不僅可以提高開采的效率，而且還可以提高開采的質(zhì)量，減少了煤礦開采事故的發(fā)生率。正如大家所知道的，為了保證礦井的安全發(fā)展，必須要對(duì)煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，這樣煤礦才能更好地發(fā)展。

1 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 提高煤礦生產(chǎn)效率

在煤礦生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備在作業(yè)時(shí)需要人工操作，這就要求員工具有較高的操作水平和豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。但是，人總會(huì)誤判一些情況而導(dǎo)致操作失誤，這不僅會(huì)影響生產(chǎn)效率，還存在一定的安全隱患。如果在生產(chǎn)中不能及時(shí)糾正操作失誤，就可能發(fā)生一些預(yù)料不到的后果。最主要的是人存在生理極限，每隔一段時(shí)間都要換人來(lái)操作機(jī)器，這導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備不能以最佳狀態(tài)運(yùn)行。而在煤礦機(jī)電設(shè)備中引入自動(dòng)化技術(shù)后，人對(duì)機(jī)電設(shè)備的干預(yù)程度降低，設(shè)備運(yùn)行的效率更高。更為重要的是，可以將人從這種重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，使工人有更多時(shí)間投入到生產(chǎn)中。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，工人只需要調(diào)節(jié)少數(shù)幾個(gè)參數(shù)就可以控制設(shè)備的高效運(yùn)行。

1.2 降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)

煤礦行業(yè)本身就是一種高危行業(yè)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種安全事故，造成重大的人員傷亡，這是煤礦企業(yè)不想看到的。在發(fā)展了煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)后，工人從事一些危險(xiǎn)開采活動(dòng)的頻率大大降低，從本質(zhì)上減少了煤礦事故造成的人員傷亡。更為重要的是，自動(dòng)化技術(shù)還能監(jiān)測(cè)開采過(guò)程中存在的一些風(fēng)險(xiǎn)，在事故未發(fā)生之前就能發(fā)出警報(bào)。采用這種方式，大大降低了安全事故發(fā)生的概率。自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是能根據(jù)過(guò)去的一些規(guī)律，對(duì)現(xiàn)在或未來(lái)出現(xiàn)的異常進(jìn)行預(yù)防，將安全事故扼殺在萌芽中，防范于未然。

2 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

對(duì)機(jī)電設(shè)備的有效監(jiān)測(cè)需要利用傳感器來(lái)進(jìn)行。控制器接收到設(shè)備傳感器發(fā)送來(lái)的信息后，進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別與判斷，根據(jù)設(shè)定的要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的，這就是煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)是集傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)為一體的技術(shù)，因此其是一種交叉學(xué)科。由于機(jī)電設(shè)備的種類數(shù)量較多，而煤礦生產(chǎn)需要完整的機(jī)械與電氣設(shè)備技術(shù)作為依靠，于是這就需要自動(dòng)化技術(shù)提高煤礦生產(chǎn)效率。自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：①多樣性：煤礦生產(chǎn)所需要的設(shè)備種類繁多，且數(shù)量也多，需要自動(dòng)化產(chǎn)品展現(xiàn)出多種多樣的特點(diǎn)，而每一種機(jī)械設(shè)備都呈現(xiàn)出不一樣的特點(diǎn)，因此就需要自動(dòng)化產(chǎn)品擁有多樣性。②集成化：?jiǎn)纹瑱C(jī)、可編程邏輯控制器、人機(jī)界面與數(shù)據(jù)采集等技術(shù)是煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的核心裝備，操作人員可以利用這些設(shè)備完成對(duì)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也可以人工輸入數(shù)據(jù)，使機(jī)械根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行工作。③智能化：考慮到大多數(shù)煤礦深井作業(yè)的安全性問(wèn)題，可以利用智能化技術(shù)派遣機(jī)器下去探查，確保深井工作的安全性，保護(hù)了人類的生命安全。

3 當(dāng)前煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

3.1 管理制度不完善

當(dāng)前，雖然不少煤礦企業(yè)引進(jìn)了先進(jìn)的機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，但是沒有跟進(jìn)管理制度，落后的管理制度導(dǎo)致管理人員和操作人員忽視自動(dòng)化技術(shù)的意義和應(yīng)用，而且對(duì)精密、復(fù)雜的設(shè)備的日常使用和維護(hù)工作也不能滿足要求，導(dǎo)致機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用和價(jià)值。

3.2 煤礦自動(dòng)化技術(shù)不能充分應(yīng)用

煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)煤礦生產(chǎn)的諸多環(huán)節(jié)，是一個(gè)系統(tǒng)性的、復(fù)雜的系統(tǒng)。不少煤企只針對(duì)自身的明顯不足，在某些方面引入機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)。導(dǎo)致機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)不能充分發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)和作用。另外煤礦引入先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)后，沒有注重相關(guān)人才的引入和培養(yǎng)。安裝人員和操作人員對(duì)自動(dòng)化技術(shù)沒有充分、徹底的認(rèn)識(shí)和了解，導(dǎo)致設(shè)備安裝錯(cuò)誤、維護(hù)不當(dāng)、操作失誤等問(wèn)題頻繁發(fā)生，不僅沒有提高生產(chǎn)效率，反而導(dǎo)致生產(chǎn)停滯甚至安全事故，極大地?fù)p害了企業(yè)的利益。

4 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用

4.1 在礦井提升過(guò)程中的應(yīng)用

礦井提升機(jī)在煤礦材料、設(shè)備和煤炭運(yùn)輸中發(fā)揮了重要的作用，保證提升機(jī)的安全、可靠運(yùn)行對(duì)于煤礦高效生產(chǎn)有重要意義。過(guò)去，礦井提升機(jī)的運(yùn)行過(guò)程是通過(guò)人工控制的，很容易發(fā)生各種故障，運(yùn)行維護(hù)成本極高。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，很多礦井的提升機(jī)都進(jìn)行了自動(dòng)化技術(shù)改造。提升機(jī)運(yùn)行采用了PLC和變頻器來(lái)進(jìn)行控制，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程更加平穩(wěn)、節(jié)能、安全，減少了由于人為操作失誤引起的提升機(jī)安全事故，給煤礦企業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 在煤礦開采設(shè)備中的應(yīng)用

采掘設(shè)備對(duì)煤礦生產(chǎn)效率起著決定作用，其主要作用是完成煤礦生產(chǎn)中的煤炭開采和巷道掘進(jìn)。在煤礦開采和掘進(jìn)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件的不確定性，很容易發(fā)生安全事故。在開采和掘進(jìn)階段，工作人員眾多，發(fā)生事故會(huì)造成重大的人員傷亡。減少人員參與煤礦開采和掘進(jìn)作業(yè)，能最大程度上減少人員傷亡。因此，在煤礦開采設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)具有重大的價(jià)值。目前，一些礦井的工作面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化開采，可以通過(guò)遠(yuǎn)程操控采煤機(jī)進(jìn)行煤層切割和液壓支架移架作業(yè)，生產(chǎn)效率非常高。

4.3 在煤礦生產(chǎn)監(jiān)督中的應(yīng)用

實(shí)時(shí)了解煤礦井下生產(chǎn)活動(dòng)狀況，對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)具有重要意義。采用視頻監(jiān)控技術(shù)，可以將井下工人的作業(yè)畫面和視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婵刂婆_(tái)上。如果發(fā)現(xiàn)工人違規(guī)操作，可以直接通知井下負(fù)責(zé)人處理，杜絕了安全隱患。發(fā)生事故時(shí)，可以通過(guò)視頻及時(shí)確定安全區(qū)域，為工人指明逃生通道。與此同時(shí)，將煤礦井下的一些安全數(shù)據(jù)直接匯總到控制臺(tái)上，可以監(jiān)控煤礦井下的總體運(yùn)行狀況?，F(xiàn)在，很多礦井已經(jīng)建立了煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，也稱分布式煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。

4.4 礦井煤炭傳送系統(tǒng)

如今，煤炭需求量的急速上升對(duì)傳送系統(tǒng)提出了更高的要求，而傳送系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中重要的組成部分，需要擁有更優(yōu)質(zhì)的工作效率。在面對(duì)復(fù)雜且危險(xiǎn)的生產(chǎn)環(huán)境時(shí)，傳送系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)運(yùn)送量增加、傳送距離增加且穩(wěn)定的效果，以滿足煤礦工作的安全需求。并且，傳送系統(tǒng)的效率高低直接與企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益掛鉤。

4.5 牽引采煤機(jī)及監(jiān)控系統(tǒng)

采煤機(jī)設(shè)備結(jié)合了電氣、液壓和機(jī)械等多種技術(shù)，屬于大型機(jī)電設(shè)備，而采煤機(jī)的性能優(yōu)越直接影響煤炭開采的效率。電牽引技術(shù)的出現(xiàn)不僅為采煤機(jī)提供了足夠的動(dòng)力，還能夠提前預(yù)知設(shè)備的故障問(wèn)題，工作人員可以及時(shí)阻止機(jī)械故障，機(jī)械故障發(fā)生的頻率逐漸降低。

自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)礦井坑道的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)情況，為作業(yè)人員提供數(shù)據(jù)，同時(shí)其還具備地理位置，方便地上工作人員對(duì)地下礦井情況的掌握，以便制訂出正確的下井工作方案。如果出現(xiàn)安全事故，地上工作人員也能通過(guò)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)快速找到被困人員的位置，并及時(shí)給出解救方案。因此，采用監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)人狀態(tài)下對(duì)礦井深處的探查，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，為地下作業(yè)人員的安全提供了一定的保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

煤礦生產(chǎn)效率的提升離不開機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，該技術(shù)還可以更好地保證煤礦生產(chǎn)的安全。因此，需要將新型自動(dòng)化技術(shù)與更多的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步拓展機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍，從而實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

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