煤礦機電設備中自動化技術應用探析
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摘要：我國煤炭行業(yè)的問題表現(xiàn)為需求煤炭量和實際生產(chǎn)效率之間存在不協(xié)調(diào)的情況，我國作為世界經(jīng)濟大國，對于煤炭的總體需求較高，針對各類問題，可通過自動化技術予以解決，將該技術融入煤礦機電設備，能夠優(yōu)化設備系統(tǒng)指令，促進設備運行效率的提高，滿足煤炭安全高效開采的需求。
1概況
隨著煤礦開采范圍的持續(xù)拓展，尤其是已經(jīng)開采過但沒有完全開采完的煤礦，煤礦開采難度逐漸升高，對開采機電設備性能提出了更高要求。因此，煤礦企業(yè)應適當提高機電設備方面的資金投入，升級生產(chǎn)設備，將自動化技術運用到煤礦機電設備中，促進煤礦機電設備與生產(chǎn)過程自動化程度的加深，確保煤礦機電設備能夠維持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，提高開采效率，確保生產(chǎn)安全，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。
2煤礦機電自動化技術的特點
2.1煤礦機電設備概述
社會發(fā)展速度的逐漸加快，機械作業(yè)逐漸成為了煤礦企業(yè)生產(chǎn)的主要方式，推動了煤礦生產(chǎn)效率的提高。皮帶機、采煤機械、通風設備以及供電設備等屬于煤礦機電設備的主要構成部分，通過對自動化技術的運用，各構成部分可以形成勞動集體，協(xié)助煤礦不斷擴大產(chǎn)量。自動化技術的全面運用，可以提高煤礦企業(yè)資源節(jié)約程度，煤礦生產(chǎn)涉及環(huán)境污染，合理運用自動化技術，能夠有效降低污染、保護環(huán)境。
2.2煤礦機電自動化技術的特點
將自動化技術運用于煤礦機電設備，能夠夯實煤礦企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的基礎。和傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，自動化技術具有許多優(yōu)勢。2.2.1提升煤礦生產(chǎn)安全穩(wěn)定性。自動化技術的應用能夠提高煤礦機電設備的可靠性，尤其是大多數(shù)煤礦生產(chǎn)涉及較高風險，需深入地下進行開采，甚至于在自然環(huán)境十分復雜的環(huán)境中實施爆破作業(yè)，在傳統(tǒng)人工技術方面，需要相關作業(yè)人員深入地下，自動化技術可規(guī)避上述風險，協(xié)助作業(yè)人員對各個生產(chǎn)環(huán)境進行探測。自動化技術設備的運用也有利于機電設備故障問題的處理，全面監(jiān)控設備在實際運行時的狀態(tài)與流程，若產(chǎn)生會影響正常運轉或引起安全事故的故障問題時，自動化技術設備可及時發(fā)出警報，維修檢測人員能夠第一時間收到信號進行維修與檢測，降低損失，確保人員安全。2.2.2提高工作效率。自動化技術可促進煤礦生產(chǎn)工作效率的提高。和人工作業(yè)相比，自動化技術的運用能夠科學控制機器設備作業(yè)時間，自動化可對開采流程進行科學的安排，全面運用資源。2.2.3交流便捷。自動化技術具有開放性、智能性的特點。隨著計算機網(wǎng)絡技術的全面推廣和發(fā)展，信息處理裝置可以確保企業(yè)所有環(huán)節(jié)的流暢交流，管理人員也能利用機電設備的智能化功能控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
3自動化技術在煤礦機電設備中的應用策略
3.1礦井監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
煤炭生產(chǎn)行業(yè)在發(fā)展過程中，隨著開采深度的不斷增加，采掘工作難度逐漸升高，安全隱患也會越來越多，威脅著作業(yè)人員的人身安全。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)需要對風險預警機制進行升級與優(yōu)化，實時監(jiān)控煤礦開采各個環(huán)節(jié)，確保作業(yè)人員能夠認識到安全工作與措施的重要作用，發(fā)現(xiàn)可能會影響后續(xù)工作的相關狀況，應第一時間解決。通過加強礦井監(jiān)控系統(tǒng)智能化、自動化的方式，可降低煤礦企業(yè)發(fā)展過程中可能會出現(xiàn)的潛在危險，準確定位生產(chǎn)人員與環(huán)節(jié)，實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并報警。
3.2煤礦提升設備中的應用
在煤礦提升設備中運用自動化技術，可加強在實際運行方面的安全性。利用高性能可編程邏輯控制器對提升設備的功能進行協(xié)調(diào)和控制，監(jiān)控各類相關參數(shù)。利用PROFIBUS等總線技術，讓變頻器、觸摸屏等相關自動化設備和PLC建立連接，實現(xiàn)對速度、重力等相關傳感器信號的采集，然后將其轉變成設備的安全信號，達到閉環(huán)控制的目的。設備在實際運行方面，PLC接收觸摸屏的數(shù)據(jù)命令，調(diào)節(jié)變頻器速度，以及控制電機轉速和上下行，讓煤礦提升設備能夠無極調(diào)速。另外，還可通過四象限變頻器讓提升機下行過程中形成的回饋能量向電網(wǎng)進行傳輸，達到節(jié)能的作用。
3.3采掘設備中的應用
煤礦生產(chǎn)在井下環(huán)境方面較為特殊，涉及粉塵、地質結構以及瓦斯氣體等，均會妨礙開采作業(yè)穩(wěn)定、高效的進行。在采掘設備中運用自動化技術，除了能夠保證生產(chǎn)安全之外，還有利于生產(chǎn)效率的提升，降低工作人員工作量。傳統(tǒng)牽引機與電力牽引之間存在著較大的差異。若采煤機運用電力牽引，可發(fā)揮出較好的牽引能力，再加上對自動化技術的運用，能夠讓采掘設備結合采煤狀況進行相應的調(diào)整，若檢測發(fā)現(xiàn)采煤設備下滑，可通過控制系統(tǒng)對采掘設備制動，避免采掘設備產(chǎn)生下滑的情況，確保煤礦開采作業(yè)穩(wěn)定進行。另外，電力牽引采掘設備可以在45°傾斜煤層之中進行開采作業(yè)，設置采掘設備防滑裝置，可促進煤炭生產(chǎn)效率的提高，減少資金方面的投入。
3.4運輸設備中的應用
皮帶機是煤炭開采運輸環(huán)節(jié)的主要設備，自動化技術的運用能夠讓皮帶機實現(xiàn)穩(wěn)定、高效的運轉。自動化技術對皮帶機進行控制包括以下優(yōu)點：一是通過變頻器無極調(diào)速功能，能夠讓電機運行實現(xiàn)軟啟動與停車，有效防止對電網(wǎng)造成沖擊；二是煤礦皮帶機系統(tǒng)多電機驅動的過程中，可通過自動化技術達到主從控制的目的，并同步控制多臺電機，實現(xiàn)同轉矩控制，實現(xiàn)功率平衡；三是皮帶機若負荷過大，利用變頻器矢量控制，可以維持電機在低頻時有1.2～1.8倍的額定電流輸出，讓皮帶機重載啟動；四是通過自動化技術實時檢測皮帶機運煤量變化，若皮帶機輕載亦或是空載，可自動對皮帶機速度進行調(diào)整，降低功率，節(jié)約能源。
3.5壓縮機中的應用
壓縮機是機電設備的動力源，成本費用較高，尤其是電費。壓縮機電費高的原因在于其會持續(xù)性的工作，即使煤礦機電設備不必隨時維持在運行狀態(tài)中，但壓縮機運行刻板化強，難以結合生產(chǎn)狀況進行調(diào)整，始終處在運行狀態(tài)，浪費能源。同時，壓縮機不可以獨立運行，需要和交流電機結合才能工作，但壓縮機運行變化多樣，交流電機需結合壓縮機的改變進行相應調(diào)整，對電網(wǎng)有著較高要求。在壓縮機設備中運用自動化技術，可自動對電能進行調(diào)節(jié)，降低壓縮機電能使用量的基礎上，延長電網(wǎng)使用周期。
4結語
綜上所述，研究自動化技術的發(fā)展情況以及在煤礦機電設備中的運用，表明自動化技術與煤礦機電設備的結合可以促進現(xiàn)代化生產(chǎn)效率的提高，提高了煤礦開采的安全穩(wěn)定性，降低了能源消耗，社會經(jīng)濟效益顯著。
作者:黨東紅 單位:山西晉神沙坪煤業(yè)有限公司
