自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用探析

李宏偉，李金波

(潞安環(huán)能股份公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

煤礦對于我國能源安全有著至關(guān)重要的作用，在可預(yù)見的未來煤礦仍是占比最大的化石能源，對于我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展有著不可替代的作用。煤礦企業(yè)的發(fā)展直接影響到社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤價的降低可以直接降低各行各業(yè)的生產(chǎn)成本，進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)競爭力的提升，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大推動作用。生產(chǎn)效率提高可以直接降低煤炭價格，而生產(chǎn)效率的提高需要依靠自動化技術(shù)支撐。從多年的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中取得了巨大的成效，而且不斷向縱深發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備近年來呈現(xiàn)出集成化、開放性和智能化的趨勢和特點(diǎn)，在煤炭生產(chǎn)活動中有著越來越重要的應(yīng)用價值。

1 機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的大量應(yīng)用是煤礦提升效率以及安全生產(chǎn)的堅實(shí)基礎(chǔ)。根據(jù)近幾年機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的特點(diǎn)，可以總結(jié)提煉出煤礦機(jī)電設(shè)備的發(fā)展趨勢為：集成化、開放性和智能化三個特點(diǎn)，下面將具體闡釋三個特點(diǎn)。

1) 集成化。煤礦機(jī)電設(shè)備由原來的單一功能向復(fù)合功能發(fā)展，機(jī)電設(shè)備不僅具有執(zhí)行功能，而且還具備生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測等功能，隨時將現(xiàn)場的情況傳輸?shù)娇刂剖遥@樣控制室便可以隨時掌握生產(chǎn)一線的各種情況。為了實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展，自然需要在原有設(shè)備上集成多種其他設(shè)備，比如信息采集裝置、信號處理裝置、信號發(fā)射裝置、信號接收裝置。而且現(xiàn)在的很多設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步增大了設(shè)備的集成化。

2) 開放性。開放性是指設(shè)備之間的信息交互，其依靠的底層技術(shù)為通信技術(shù)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，開放性的特點(diǎn)會越來越突出。機(jī)電設(shè)備具備感知周圍環(huán)境、接收和發(fā)出信息，且具備信息處理能力，這種信息交互、信號分散處理會使得設(shè)備具有高度的開放性，提高信息傳輸?shù)男剩M(jìn)而提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性。

3) 智能化。智能化尤其是人工智能機(jī)電設(shè)備未來發(fā)展的方向。機(jī)電設(shè)備的集約化、開放性和智能化是統(tǒng)一的，智能化的實(shí)現(xiàn)是基于機(jī)電設(shè)備的集成化和開放性，是一種更高的自動化技術(shù)。智能技術(shù)的運(yùn)用可以提升設(shè)備的維護(hù)水平，設(shè)備具有一定的自我診斷和決策能力，進(jìn)而可以向控制中心發(fā)出調(diào)整建議或者自我調(diào)整，對于煤炭的高效安全開采具有著重要的作用。

2 煤礦機(jī)電中的問題分析

2.1 膠帶傳輸機(jī)中的問題

煤礦傳輸機(jī)在運(yùn)用的過程中會經(jīng)常出現(xiàn)煤位移動、跑偏等狀況，極大地影響了煤炭的生產(chǎn)效率，此種狀況隨著煤礦生產(chǎn)量的提升而加重，主要因?yàn)槊禾可a(chǎn)量的提升會導(dǎo)致傳輸距離更長，傳輸量更大。而利用自動化技術(shù)可以有效解決或者緩解此問題。

2.2 提升機(jī)中的問題

提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要運(yùn)輸設(shè)備，在煤礦生產(chǎn)中有著重要的作用，其工作過程為：利用電能驅(qū)動機(jī)械設(shè)備旋轉(zhuǎn)，帶動鋼絲繩將人或者煤炭等從井下運(yùn)到地面，或者由地面運(yùn)到地下。提升機(jī)在運(yùn)行過程中，具有著高機(jī)械慣性、高運(yùn)行速度以及較高的操作難度。傳統(tǒng)的提升機(jī)操作裝置容易受到外界因素的影響，容易出現(xiàn)問題，膠帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)問題會直接影響煤炭生產(chǎn)活動，影響生產(chǎn)效率，也存在著一定的安全隱患。

3 自動化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用探析

本節(jié)將結(jié)合上節(jié)提出的問題探析自動化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，主要有自動化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，自動化技術(shù)在膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用以及自動化技術(shù)在監(jiān)視系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.1 自動化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)的發(fā)展和成熟，極大提高了提升機(jī)控制系統(tǒng)的水平，變頻技術(shù)等廣泛應(yīng)用于提升機(jī)改造和生產(chǎn)中，變頻技術(shù)可以有效解決機(jī)械慣性大，運(yùn)行速度快等帶來的問題，進(jìn)而使得提升機(jī)的運(yùn)行安全性和可靠性得到極大的提高。隨著傳感器技術(shù)與信息處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可以將提升機(jī)進(jìn)一步智能化，利用傳感器感知外界信息，采集自身參數(shù)，進(jìn)而使得提升機(jī)具有一定的自我診斷能力，很大程度上減少了系統(tǒng)的維護(hù)工作，不僅提高了提升機(jī)的效率，而且降低了維護(hù)成本，進(jìn)而使得生產(chǎn)成本顯著降低。

3.2 自動化技術(shù)在皮帶傳輸機(jī)中的應(yīng)用

利用自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸機(jī)的集中控制，以解決運(yùn)行過程中的偏差問題，進(jìn)而可以提高膠帶運(yùn)輸機(jī)的可靠性。利用外加報警裝置等可以及時發(fā)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)的堵轉(zhuǎn)、偏移等問題，及時發(fā)現(xiàn)問題可以及時解決，進(jìn)而防止問題擴(kuò)大，保證生產(chǎn)活動的有序順利開展。

3.3 自動化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著圖像識別等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，以及在煤礦中的不斷深入應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)由原來的信息采集逐漸發(fā)展為集信息采集、故障診斷、故障報警與輔助決策為一體的監(jiān)視控制系統(tǒng)。比如上文提到的皮帶運(yùn)輸機(jī)問題，可以利用圖像處理技術(shù)，將高清攝像頭采集到的前后信息進(jìn)行比較，便可以發(fā)現(xiàn)存在的堵轉(zhuǎn)、發(fā)熱、打滑以及偏移等多個問題，而且可以及時發(fā)出報警信息，較之以往靠攝像頭采集，人工發(fā)現(xiàn)問題不僅及時，而且可靠性更高，識別率更高。隨著自動化技術(shù)的不斷深化應(yīng)用，礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將更加成熟，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高度集成化、開放性和智能化，不僅可以提高煤礦的生產(chǎn)效率，而且可以提高煤礦的生產(chǎn)的安全性。

自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用會不斷深化，進(jìn)而對煤礦的生產(chǎn)方式產(chǎn)生變革性的影響，將極大的改變現(xiàn)有的煤礦生產(chǎn)模式。自動化技術(shù)的不斷深化應(yīng)用會極大的提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高中國煤炭行業(yè)、煤炭企業(yè)在世界的競爭力，也會為中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。