試析煤礦機(jī)電自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)及其應(yīng)用的體現(xiàn)

李彬

（廣西右江礦務(wù)局有限公司塘內(nèi)煤礦 廣西田東縣 531501）

試析煤礦機(jī)電自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)及其應(yīng)用的體現(xiàn)

李彬

（廣西右江礦務(wù)局有限公司塘內(nèi)煤礦 廣西田東縣 531501）

自動(dòng)化技術(shù)以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備也更具自動(dòng)化、綜合化，功能也更加的多樣，而在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠在優(yōu)化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的同時(shí)提升煤礦的生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)人員進(jìn)行井下作業(yè)的幾率，使得礦井能夠進(jìn)行安全的生產(chǎn)。基于此本文就對(duì)煤礦機(jī)電技術(shù)存在的問題以及相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了分析，并提出了煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，以期為相關(guān)人員提供參考。

煤礦機(jī)電；煤礦礦井提升機(jī)；電牽引采煤機(jī)

1 前言

煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度對(duì)煤礦作業(yè)的生產(chǎn)速率有很大的影響，而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電中，則能夠?qū)γ旱V作業(yè)進(jìn)行智能控制，使得煤礦作業(yè)的生產(chǎn)效率有所提升，并確保整個(gè)煤礦作業(yè)的安全性有所提高。煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)中不但包含有機(jī)械、自動(dòng)化控制、信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，并在機(jī)械工程中有效的融合了微電子技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)。因此，從施工安全以及施工效率兩方面進(jìn)行考慮，則加大對(duì)煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的研究力度有著十分重要的意義。

2 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)存在問題

現(xiàn)階段煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)存在以下三方面問題：

2.1 不完善管理制度

煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)于其他領(lǐng)域技術(shù)來說是一門較為復(fù)雜和科學(xué)性較高的技術(shù)，因此需要嚴(yán)格和完善的管理制度。然而根據(jù)目標(biāo)情況得知，大部分煤礦機(jī)電管理制度存有漏洞或依舊沿用傳統(tǒng)管理制度，煤礦管理人員不重視機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，導(dǎo)致很多煤礦工作人員對(duì)煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)棄之不用進(jìn)而使煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)難以發(fā)揮其提高煤礦開采效率的作用。

2.2 工程設(shè)計(jì)存在缺陷

整個(gè)煤礦設(shè)備安裝、采礦進(jìn)度及費(fèi)用預(yù)估等環(huán)節(jié)都需要工程設(shè)計(jì)，然而目前部分工程設(shè)計(jì)存在缺陷，因?qū)γ旱V機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化技術(shù)的盲目使用導(dǎo)致沒有充分發(fā)揮其煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)作用，增加采礦成本，再加上工程設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性不能順利實(shí)施煤礦開采，增加了安全事故的發(fā)生幾率。

2.3 安裝錯(cuò)誤和技術(shù)落后

現(xiàn)階段，許多的煤礦單位使用的開采技術(shù)依舊比較傳統(tǒng)，且缺乏專業(yè)的人才，對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的學(xué)習(xí)以及使用功能未能夠熟練的掌握，導(dǎo)致在進(jìn)行煤電機(jī)電設(shè)備安裝過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，引發(fā)了一系列的安全事故，極大的降低了煤礦開采的效率。

3 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用措施

3.1 在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

在礦井中使用的提升機(jī)的體積、重量都比較大，難以控制，因而在礦井提升機(jī)中應(yīng)用機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）利用可編程控制器PLC替代傳統(tǒng)的操作控制系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)了礦井提升機(jī)的信號(hào)系統(tǒng)、邏輯控制系統(tǒng)以及保護(hù)系統(tǒng)往數(shù)字化的方向發(fā)展，這樣不但能夠使得提升機(jī)系統(tǒng)的故障率大大降低，減少了設(shè)備維護(hù)所需的時(shí)間以及維修費(fèi)用所使用的費(fèi)用，還能夠改善作業(yè)的環(huán)境。

（2）為了有效實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)能夠在無沖擊的狀態(tài)下平滑的進(jìn)行啟動(dòng)嗎，確保設(shè)備能夠更安全的運(yùn)行，則可以使用軟啟動(dòng)控制方案，而軟啟動(dòng)控制方案中應(yīng)用的全數(shù)字化的方式對(duì)機(jī)電速度進(jìn)行調(diào)整能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整。

（3）應(yīng)用到了數(shù)字化的監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)到提升機(jī)的速度、位置以及電機(jī)電流等不同的工況參數(shù)，并且當(dāng)設(shè)備有故障發(fā)生時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)主電動(dòng)機(jī)進(jìn)行斷電，并為其提供安全的制動(dòng)保護(hù)，以確保煤礦作業(yè)能夠安全的進(jìn)行。

3.2 在電牽引采煤機(jī)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在電牽引采煤機(jī)中應(yīng)用到了自動(dòng)化技術(shù)，主要體現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：

（1）應(yīng)用可編程控制器PLC以及高度集成化的電子元件，能夠自動(dòng)對(duì)采煤機(jī)的監(jiān)測(cè)、診斷以及顯示功能方面進(jìn)行控制，而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)功能主要體現(xiàn)在利用多種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并處理好采煤機(jī)設(shè)備的牽引力、位置、電壓、流量、溫度、速度、負(fù)載等情況，以便能夠?qū)Σ擅簷C(jī)的健康狀態(tài)和工作狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。

（2）應(yīng)用變頻調(diào)控技術(shù)，自動(dòng)的記錄并調(diào)整設(shè)備的工作闡述，以便電牽引采煤機(jī)能夠有效實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和恒功率運(yùn)行，保確煤礦機(jī)電能夠更加安全可靠。

3.3 在液壓支架中的應(yīng)用

（1）將傳統(tǒng)的人工操作系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)程序控制的電子信號(hào)操作所取代，對(duì)于液壓支架中位置不同的傳感器則能夠?qū)崟r(shí)的將液壓支架的工作狀態(tài)的信號(hào)以及環(huán)境往計(jì)算機(jī)中進(jìn)行傳輸，而后計(jì)算機(jī)會(huì)按照工藝的實(shí)際需求，向液壓支架的電液閥發(fā)出自動(dòng)控制信號(hào)，從而能夠自動(dòng)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。

（2）使用遠(yuǎn)程通訊設(shè)備，這樣地面的監(jiān)控主機(jī)則能夠利用光釬跟井下液壓支架的控制主機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信，以便控制好液壓支架的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)，這樣不但能夠成組的控制液壓支架的自動(dòng)移架、自動(dòng)推移刮板輸送機(jī)、自動(dòng)放煤以及自動(dòng)噴霧等功能，也能夠單個(gè)的對(duì)液壓支架進(jìn)行功能控制。

4 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于井下傳送帶

煤礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)即煤礦傳送系統(tǒng)，它的可靠、安全及高效的運(yùn)行是煤礦生產(chǎn)效益的保證。該傳送帶具有運(yùn)輸量大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)及運(yùn)輸條件復(fù)雜等特點(diǎn)使其在煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸中不可避免地發(fā)生故障和形成潛在危險(xiǎn)。所以需采用先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦傳送帶的可靠、安全及高效的控制，以此本文研究的是煤礦傳送帶主要集中管理與控制煤礦井上部分上倉(cāng)傳送帶、末煤傳送帶、手選矸石傳送帶、傳送帶制動(dòng)器、電磁除鐵器、振動(dòng)篩等。手選矸石傳送帶長(zhǎng)度為30m，功率為4kW，上倉(cāng)傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)長(zhǎng)度為170m，功率為90kW，末煤傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)長(zhǎng)度為30m，功率為7.5kW，原煤從井下到井上傳送帶運(yùn)輸?shù)男鑷?yán)密的監(jiān)測(cè)和管理集中控制系統(tǒng)中傳送帶，以及相關(guān)設(shè)備可能出現(xiàn)的打滑、跑偏、煙霧、撕裂、煤位、堆煤、溫度等參數(shù)，具體流程圖如圖1所示。啟動(dòng)系統(tǒng)前要行聲光報(bào)警，集中控制室的工作人員通過“擴(kuò)播電話”裝置提供現(xiàn)場(chǎng)人員盡快撤離危險(xiǎn)區(qū)。起車行駛采取即電磁除鐵器→手選矸石傳送帶→振動(dòng)篩→上倉(cāng)制動(dòng)器→上倉(cāng)傳送帶，停車形式采用上倉(cāng)傳送帶→上倉(cāng)制動(dòng)器→振動(dòng)篩→手選矸石傳送帶→電磁除鐵器的順煤流順序延時(shí)停車。在運(yùn)輸中當(dāng)系統(tǒng)的任何設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可通過集中控制中心的操作臺(tái)控制按鈕實(shí)現(xiàn)緊急停車報(bào)警，與此同時(shí)，下位機(jī)PLC會(huì)把監(jiān)測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)地上傳至集中控制中心的工控機(jī)上，工作人員在看到數(shù)據(jù)信息后立即采取措施。

4.2 應(yīng)用于煤礦礦井提升機(jī)

科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，礦井生產(chǎn)對(duì)于現(xiàn)代化的需求也越來越高，設(shè)備以及拖動(dòng)控制系統(tǒng)也得到了日益的完善，在提升機(jī)中應(yīng)用微電子技術(shù)以及模擬技術(shù)，積極對(duì)自動(dòng)化集控技術(shù)進(jìn)行改造，能夠有效實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的數(shù)字化，確保機(jī)器設(shè)備能夠更安全的運(yùn)行，設(shè)備的自行診斷能力也能夠有所提高，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了礦井提升機(jī)的結(jié)構(gòu)，從而為設(shè)備的安裝以及維修提供了便利。

圖1 井下傳送帶系統(tǒng)控制流程圖

4.3 應(yīng)用于電牽引采煤機(jī)和礦井監(jiān)控

煤礦開采行業(yè)危險(xiǎn)性較高，因而要對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行全方位的，立體的實(shí)時(shí)監(jiān)控，現(xiàn)階段，在現(xiàn)代化礦井中包含了電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、井下通訊系統(tǒng)以及安全監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)，形成一個(gè)全方位的監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。此監(jiān)控范圍對(duì)礦井安全的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面的涵蓋，涵蓋的內(nèi)容主要有：地面壓風(fēng)系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)、井下排水系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)等。而自動(dòng)化技術(shù)中所具有的監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系主要功能，能夠有效防止在施工中發(fā)生安全事故。其功能主要有以下幾點(diǎn)：

（1）自動(dòng)的對(duì)井下員工進(jìn)行考勤，為人力資源進(jìn)行管理提供便利。

（2）按照實(shí)際的地理情況對(duì)井下人員在坑道中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)制作相應(yīng)的軟件，以便能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)調(diào)度起著重要的促進(jìn)作用。

（3）一旦礦井中有事故發(fā)生，則能夠利用監(jiān)控對(duì)井下遇險(xiǎn)人員的身份進(jìn)行查詢，從而為搶險(xiǎn)工作提供第一手的資料。

（4）搶險(xiǎn)時(shí)，能夠快速確定井下人員所在的位置，進(jìn)一步提高了搶險(xiǎn)的工作效率。目前我國(guó)許多煤礦企業(yè)在國(guó)家各項(xiàng)煤礦開采安全章程的指引下，都應(yīng)用到了自動(dòng)化集控技術(shù)，例如在無人值班的情況下應(yīng)用自動(dòng)化集控技術(shù)能夠?qū)ΦV井作業(yè)進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)控，對(duì)礦井的工作動(dòng)態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，確保煤礦開采以及運(yùn)輸工作能夠更為合理的完成。

5 總結(jié)

綜上所述，煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用一定程度上體現(xiàn)了安全生產(chǎn)的特性，也相應(yīng)提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。當(dāng)然目前在我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)中起著重要作用。也要清楚的認(rèn)識(shí)到我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)仍存有不足，需要不斷研發(fā)高新技術(shù)，逐漸擴(kuò)大自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍，從而實(shí)現(xiàn)高效安全生產(chǎn)目標(biāo)，推動(dòng)煤炭企業(yè)快速發(fā)展。

[1]候海軍.試論煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014：246.

[2]賈麗偉.煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新分析[J].中國(guó)科技縱橫，2014：197.

[3]張丙科，李華，田春.煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].科技傳播，2014.

TD724

A

1004-7344（2016）15-0178-02

2016-4-25

李彬（1978-），男，助理工程師，大專，主要從事煤礦機(jī)電管理工作。