煤礦機電設備自動化控制優勢和應用

敖 強

貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹礦 貴州 六盤水 553531

在各個科學行業中,機械設備自動化在行業發展中扮演著重要的角色,尤其是在煤炭行業,由于機械化煤炭開采已經無法滿足當前的煤炭開采需求,煤炭的機械化開采已逐漸向自動化開采與智能化開采方向發展。其中,對煤礦機電設備自動化控制優勢和應用的認識是十分關鍵的,這將有利于從側面認識煤礦機電設備的自動化控制技術[1-2]。在煤礦機電設備自動化控制的優勢中,關鍵的一點是機械的自動化控制減少了大部分的勞動力,而本文也在煤礦機電設備自動化控制優勢的基礎上,介紹了機械自動化的相關應用。

1 優勢

為達到減少煤炭開采勞動力的目的,煤炭的自動化開采與智能化開采被開發、推廣、應用到煤炭開采中,談及自動化技術的含義,自動化技術是由電子、微機控制、信息化技術組成的[3]。

1.1 減少工人的勞動力 在機械化煤炭開采的過程中,公司需要雇傭大量的煤炭開采工人,考慮到安全培訓、機械培訓等經濟支出,煤礦企業能夠獲得的經濟效益可能將大大降低。煤礦企業迫于此壓力,開始大力發展煤礦機電設備的自動化技術,這不但能夠降低煤礦企業的開采成本,也能減少煤礦行業的勞動力,還從側面避免了可能的安全隱患。

1.2 增強煤礦開采的安全性 工人在進行煤礦開采的過程中,安全是首要問題,當使用機械化開采煤礦時,工人可能因為操作失誤發生不可挽回的安全事故。而自動化煤礦開采技術的發展可能解決這個問題,自動化能夠通過信息技術對機械設備操作與監控,當開采過程出現狀況,自動化的危險報警功能可能被啟動,可及時地發現煤礦開采引起的安全事故,也從另一方面保障了煤礦工人的生命安全。

從自動化設備能夠對機械設備進行操作與監控來說,此監控不但能夠監測到自動化設備的運行狀況,也能及時監測到工人的操作行為,當工人出現違規操作時,可根據相關監控對工人進行及時培訓,這也能極大地減少煤礦開采中的安全事故。

同時,智能化煤礦開采隨著人工智能的發展也逐漸興起,煤礦工人可以直接利用電腦進行相關的煤礦開采,在機械化的煤礦開采中,工人可能常年上夜班,智能化的出現使得這個問題得到了解決,這也極大地保護了煤礦開采工人的生命安全。

1.3 提高了煤礦機電設備管理的有序性 機械化煤礦開采過程中,機電設備的管理也需要耗費一定的勞動力,工人需要利用看守方式對機械設備進行長時間管理,工人需要到開采現場勘察設備開采相關情況,此過程十分繁瑣復雜。通過自動化技術規劃的機械設備管理系統,可能使得機械設備的管理更加簡單[4],此時工人可直接在管理系統的設備上直接查看現場開采,這邊省去了一大部分的人力。此外,自動化設備具有自動記錄設備運行與維護的情況,也可通過遠程開啟與終止現場的煤礦開采,及時減少安全事故,降低安全事故帶來的不可避免的損失。

2 應用

煤礦機電設備自動化減少工人的勞動力,增強煤礦開采的安全性,提高了煤礦機電設備管理的有序性,在討論煤礦機電設備自動化控制優勢的同時,機械自動化的相關應用也十分關鍵,在此將逐一進行介紹。

2.1 礦井提升機 礦井提升機在煤礦開采中的主要作用是向煤礦開采現場提供開采材料與設備,一般來說,煤礦開采系統中的礦井提升機速度、程序控制較復雜,并且需要在規定時間內開啟與停止。按以前礦井開采的機械化過程來說,速度與程序的過程無法完成,提升機的使用性能也將下降。當將礦井提升機進行自動化改造以后,其速度、程序變換過程可及時進行啟動與停止,最終能夠實現對開采材料與設備的平穩輸送,在對材料進行速度控制的過程中,自動化的礦井提升機能夠根據材料的重量自動調節輸送的速度,使得材料的輸送狀態達到最佳,總的來說,煤礦機電設備的自動化控制簡化了材料運輸的步驟,有效的控制了材料運輸的速度。

2.2 皮帶輸送機 皮帶輸送機是煤礦井下重要的運輸設備,其正常運行對工作面的產量有著直接影響。傳統的皮帶輸送機在運行時需要工人不斷地檢查其運行狀態,例如是否出現跑偏、斷帶等問題。皮帶機的輸送距離比較長,這給工人帶來了很大的勞動量,且不能及時發現皮帶輸送機出現的故障。因此,很多煤礦的輸送機都已進行了自動化改造。在自動化改造后,可對皮帶機運行狀態進行自動監測,遇到異常情況時會自動報警。同時,還可以使得皮帶輸送機更加節能,根據皮帶輸送機運行的重物來調節運行速度。經過統計可發現,在經過自動化改造后,皮帶輸送機斷帶現象明顯減少,且節能30%左右。

2.3 礦井通風機 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 結語

自動化控制是一種先進的生產力,其在煤礦機電設備中的應用能減少煤礦工人數量,提高生產效率,增強煤礦生產的安全性,且便于機電設備的管理。因此,需要在煤礦機電設備中充分應用自動化控制技術。通過分析自動化控制在礦井提升機、皮帶輸送機及礦井通風機中的應用可發現,其能有效提高設備運行的安全性和可靠性。研究可為認識煤礦機電設備自動化控制提供一定的參考。