煤礦機電設備自動化控制優勢和應用(1)

朱曉寧 范鵬 劉波 石智棟 蓋曉軍

摘 要：中國煤礦基本實現了機械化開采，正在朝著自動化開采及智能化開采的方向發展。無論是自動化開采還是智能化開采，其關鍵都在于煤礦機電設備的自動化控制。分析了煤礦機電設備自動化控制的優勢，并闡述了其在煤礦開采中的應用，可為認識自動化開采及智能化開采提供一定的參考。

關鍵詞：煤礦機電自動化;控制技術;優勢;運用探討

引言

隨著中國煤炭進入到產能過剩階段，產業轉型是煤礦企業的重要任務之一。要實現由勞動密集型企業向技術型企業轉變，關鍵在于減員提效， 而減員提效的實現過程在于使用更多的機電設備，并實現機電設備的自動化控制[。在煤礦機電設備實現自動化控制后，不僅對人員的需求量大幅度減少甚至實現無人化，還能大幅度提高生產效率。為此，非常有必要認識到煤礦機電設備自動化控制的優勢。本文圍繞煤礦機電設備自動化控制的優勢展開，介紹了一些關鍵設備自動化控制的應用情況。

1煤礦機電設備自動化控制的優勢分析

1.1增強了煤礦生產的安全性

在煤礦機電設備采用自動化技術后，煤礦生產將變得更加安全。實現自動化控制的過程中需對設備運行狀態進行監控，若發生異常，則能更早地發現。這有助于更早地發現設備的安全隱患，從而減少事故發生或降低事故發生造成的危險性。很多自動化設備都自帶有危險報警功能，發生異常情況時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，安裝在井下設備中的視頻監控系統能捕捉到工人的違規操作行為。這有利于規范工人的操作，使其養成正確操作設備的習慣，從而減少由誤操作引發的安全事故。隨著人工智能的發展，煤礦開采也將進入智能化開采時代。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，這極大地保護了工人的生命安全。而且，智能化開采的出現推動了煤礦夜班的取消。在煤礦夜班時，煤礦生產安全事故發生的可能性比白班大得多。

1.2提升了企業生產工作的實際效率

在各類煤礦企業中，機電設備自動化控制正在逐步向應用智能化轉變，在煤礦企業的實際生產經營過程中，應用自動化和智能化技術能夠實時自動化的監測機電設備的運轉情況，并且能夠自動化的采集和分析設備運轉的相關數據，保證煤礦機電設備一直具備優異的運行性能，對設備運行過程中可能會出現的故障隱患也能夠提前進行預測，大大的降低了企業對設備的維修成本，提升了企業生產工作的實際效率，同時也保證了煤礦的安全生產。

1.3提高了開采效率

機電設備實現自動化控制后，能大幅提高煤礦開采效率。過去，很多設備需要人來操作。人存在生理極限和需要對周圍環境進行判斷，這在某種程度上影響了煤礦開采的效率。采用自動化控制技術后，就能通過傳感器來實現對開采的自動控制，這大幅度提高了煤礦開采效率，同時，生產時機電設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的持續性。隨著采煤科學技術的發展，煤礦開采機械設備的質量也得到了很好的保證，機電設備的故障率很低。

2煤礦機電安全事故頻發的原因

2.1工作人員專業素質低

煤礦機電作業與其他作業相比具有一定的特殊性。煤礦機電作業安全事故較多，對人員的專業素質要求較高。但在現實中，一些企業工人知識水平低，大多數機電工人工作強度高，但工資相對較低，這些都進一步導致工作質量普遍低下。另外，一些工作人員不能將相關工作經驗與相關工作的實際情況相結合，施工安全性不足，增加了安全風險，不利于工人人身安全的保護和煤礦機電行業的快速發展。

2.2管理人員經驗不足

當今煤礦建設過程中機電故障問題的原因之一是缺乏管理經驗，企業制訂的采礦機電一體化管理戰略難以有效運作，安全問題升級。安全問題可能是由于管理層無法適應煤礦機電的具體情況而導致的，這會進一步損害公司的發展以及給員工的心理帶來很大的負擔。

3煤礦機電設備自動化控制的應用分析

3.1自動化控制在礦井通風機中的應用

礦井通風機是礦井通風的主要動力源，不僅要保證其運行的可靠性， 還應保證其運行的經濟性。一般情況下，礦井通風機消耗的電能占礦井總消耗的50%左右。因此，必須保證礦井通風機處于經濟運行狀態，否則會有大量的電能浪費。在過去，礦井通風機的工況點是通過風機的葉片安裝角來調節的，調節所用時間較長，十分不方便。很多時候，礦井通風阻力的測定幾個月甚至半年進行1次，而在這個周期內大量電能會被白白浪費。而礦井通風機經過自動化改造后，通過煤礦井下安裝的傳感器可實時測得礦井局部通風阻力，根據礦井通風網絡就可確定礦井的實時通風阻力。在確定礦井通風阻力后，調節通風機的轉速就可實現對通風機工況點的動態調節。這有助于在滿足礦井安全運行的前提下節省大量的電能。

3.2礦井提升機系統中自動化技術的應用

通常情況下，我國煤礦開采工作中的礦井系統都具有慣性較大、程序復雜以及速度較快的特點，而提升機又是煤礦開采過程中會使用到的重要機械設備，那么礦井系統的具體情況就一定會影響到礦井提升機的運行過程，從而影響最終的煤礦開采效果。目前，煤礦企業在實際生產的過程中通常都會采用一定的措施來保護整個礦井系統，但是從實際情況來看還沒有取得較好的保護效果。而如果能將自動化技術應用到礦井提升機系統中，那么就能夠取得較為理想的適用效果，在煤礦機電設備中應用自動化技術和智能化技術，能夠大大提升機電設備運行運轉的可靠性和穩定性， 同時設備運行狀態下也能夠實現對自身功能的自查，同時還可以應用微處理技術來實現重尋址的功能，從而提高提升機的自我診斷能力。機電自動化技術的應用進一步的優化了礦井提升機系統中的各個內部結構，保證了提升機的整體性能，同時機電設備的安裝操作也更為簡單了。

3.3在煤炭運輸系統中的應用

由于在煤炭運輸過程中無法避免長途運輸問題，運輸過程中經常會出現很多問題，為有效提高煤炭運輸系統的效率，確保運輸過程的安全，在煤炭生產過程中運用機電自動化技術，解決煤炭運輸過程中煤炭的移動、漂移等諸多問題。相關人員可以使用內置的人機控制界面，根據煤炭運輸情況調整參數，使運輸更加精準。同時，在煤炭運輸過程中，可緊急疏散受影響人員，以備不時之需。此外，停車報警系統可對運輸過程中出現的問題發出信號，相關人員可在異常情況下采取緊急制動動作，利用PLC技術，準確定位故障部位，故障原因并采取針對性措施解決問題，確保煤炭運輸系統穩定運行，確保運輸效率，提高安全性。

結束語：我們對應用煤礦機電設備自動化控制的重要意義和煤礦機電自動化控制的應用研究兩個方面進行了詳細的分析和探討。煤礦能源對我國的經濟發展起到了重要的促進作用，同時其也是我國能源結構中的重要組成部分，現階段我國煤礦的開采量還不能與工業發展的時間需求相匹配，因此，應用更加先進并且優良的自動化技術，充分的保證了煤礦機電設備的操作性能，同時也提升了企業工作生產的安全性，推動了我國經濟建設的可持續發展。

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