煤礦機械設備電氣自動化技術的有效性探究

張宇鑒

石家莊鐵道大學 河北 石家莊050000

近年來,我國煤礦產業取得了良好的發展效果與成績。現階段煤礦產業已經成為我國經濟發展體系中的重要組成部分。作為社會以及全國人民日常生活、生產的重要動力能源,煤礦可謂是占據著一個至關重要的地位。特別是基于現代化生活背景下,全國對于煤炭能源需求在逐漸加大之中。因此,煤礦開采水平以及生產效率的提升有著十分重要的意義。通常情況下,煤礦的開采與生產一般都處于一些條件特別惡劣以及環境空曠的地方,在實際煤礦開采以及生產過程中常常會受到各種因素(例如自然因素以及技術因素)的影響限制了施工操作。而在當前科學技術迅速發展的背景下,電氣自動化技術的誕生與應用為煤礦機械設備性能的完善提供了有效方法。通過電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用,既有效提升了煤礦開采與生產效率,還很好的減少了人力勞動以及物力資金的投入。現階段我國煤礦產業中的煤礦機械設備電氣自動化技術已經達到了一定的水平。

一、煤礦機械設備電氣自動化技術的優勢

時代以及科學技術的快速發展在一定程度上促進了電氣自動化技術的良好發展,現已被廣泛應用在我國當前的煤礦制造業當中。電氣自動化技術之所以能夠在煤礦機械設備中得到廣泛的喜愛與應用,主要是因為其具有兩大優勢:第一,提升煤炭生產效率;第二,節約成本。相信大家都知道煤礦開采具有一定的危險性,在日常工作中常常會出現各種各樣的事故,我國每一年因煤礦開采而引發的安全事故有很多起。而通過電氣自動化技術在煤礦機械設備中的有效應用,不僅能夠讓煤礦機械設備實現自動化運用,在減少勞動人員在煤礦開采中使用的同時避免勞動人員受到傷害,還能夠實現煤礦機械設備的自動化監控,只要能夠為機械設備提供充足且穩定的電源,就能夠及時的發現機械設備中存在的問題并對煤礦開采施工操作現場進行實時的監控,有效避免安全事故的發生。且機械設備自動化運行以及自動化監控的實現,能夠在維持一定生產效率以及生產質量的同時節約一定的人力資源成本,相比較人力勞動來說,煤礦機械設備的自動化生產對于煤炭資源以及原材料的使用會更加節約,進而幫助企業節省一定的生產成本。相信在未來的某一天,科學技術的不斷提升會更加促進我國煤礦開采水準以及生產效率的提升[1]。

二、煤礦機械設備電氣自動化技術的有效性應用分析

(一)安全管理方面。在上面筆者已經說到過了煤礦開采具有一定的危險性,在日常工作中常常會出現各種各樣的事故。確切的來說煤礦開采是一項高危工作,在實際工作中任何一點疏忽都能夠導致不同程度的事故發生,事故的發生不僅會給煤礦企業造成一定的經濟損失,甚至還會威脅到工作人員的人身安全。所以,在實際工作中必須要做好日常安全管理工作。在以往傳統的煤礦開采工作中,需要重點關注的安全管理方面非常之多,上到勞動人員的人身安全下到煤礦機械設備的生產等方面,因此很多時候企業需要在這些方面不斷的加大安全管理成本,但最終還是無法有效保證安全管理工作的全面落實與實施。而在現代化煤礦開采工作中,通過電氣自動化技術的應用,能夠有效減少勞動人員的使用,而在日常落實安全管理工作時,企業只需要工作重心放在機械設備的安全生產方面就可以,這樣一來既能夠在減少安全管理工作量與工作難度的同時提升企業安全管理有效性,又能夠節約一定的成本開銷[2]。

在安全管理中運用電氣自動化技術主要是實現機械設備的自動化監控,通過設置監測與感應等自動化裝置來對礦井內的作業溫度與瓦斯濃度等數據進行自動化監控。在實際煤礦開采以及生產過程中,這些自動化監測裝置以及自動化感應裝置就會對礦井進行全面監控,而相關人員則能夠遠程獲得礦井內的作業溫度以及瓦斯濃度等參數,從而對礦井內工作人員的人身安全起到一個有效的保障,并在此基礎上促進煤礦的安全生產。據相關數據調查顯示,自從將電氣自動化技術引入到煤礦機械設備之后,大多數煤礦企業在煤礦開采安全事故處理方面所花費的資金大約減少了百分之二十四左右[3]。

(二)煤礦運輸方面。在煤礦開采以及生產過程中還有一個非常重要的環節——煤礦運輸。煤礦運輸也是影響企業煤礦開采以及生產效率提升的一大重要因素。在以往傳統的煤礦開采工作中,絕大多數煤礦企業所采用的運輸方式大概分為兩種:一種是人力運輸,一種是簡單的機械運輸。無論是人力運輸還是簡單的機械運輸都存在運輸效率低下的問題,且在實際運輸過程中法缺乏一定的安全性,常常出現很大的運輸損耗。而隨著時代的快速發展以及我國煤礦開采規模的日益擴大,我國逐漸的研發出了膠帶運輸工況監控系統,并在實際煤礦運輸工作中取得了良好的應用成績。膠帶運輸工況監控系統主要應用了兩大技術:第一技術是計算機技術;第二技術是可編程邏輯控制技術(可編程邏輯控制器Programmable Logic Controller,簡稱為PLC)。上述兩種技術的應用使得膠帶運輸工況監控系統更加的完善。在膠帶運輸工況監控系統中其控制核心為可編程邏輯控制器,可編程邏輯控制器的用戶頁面主要由控制軟件以及工業和工業監測組成,主要具備連鎖功能。通過可編程邏輯控制器的運用能夠在膠帶運輸工況監控系統主皮帶機與地面煤礦生產系統之間設置連鎖功能。一旦發生緊急事故時不會出現停車現象。當然除了連鎖功能之外,膠帶運輸工況監控系統還具有很多種工作模式,例如單機、手動、集控以及檢修等等。在實際煤礦運輸過程中,膠帶運輸工況監控系統的上位機還能夠對運輸電流、膠帶速度以及過煤量等數據進行實時監測,一旦有堆煤以及打滑或者是跑偏現象出現時,上位機就能夠進行自動語言報警以及故障燈顯示。與此同時膠帶運輸工況監控系統還可以通過變頻器以及電控裝置等來控制膠帶運輸機的運輸速度,可以隨時在皮帶機軟啟動以及軟停車之間進行切換。總之,通過電氣自動化技術的應用,既能夠有效提升煤礦運輸效率與工作質量,還能夠在解放運輸人力資源的同時降低企業運輸成本[4]。

(三)煤礦采掘方面。煤礦開采是支撐煤礦企業長遠發展的重要途徑。煤礦開采工作的開展不僅直接關系到煤礦的生產質量與生產效率,而且還會直接影響到煤礦生產的安全性。在實際煤礦采掘工作中,很多工作環節都需要運用到各種的機械以及設備才能夠有效完成。而在這一工作過程中各類型的煤礦機械采掘設備度需要依靠一個控制系統才能夠正常運行,因此則需要應用到電氣自動化技術,這樣才能夠有效保障各種機械設備的穩定運行。在現代化煤礦采掘工作中常常運用到的電力自動化驅動裝置為電力牽引采煤機。通常情況下這種電力牽引采煤機所需要運用到的電源電壓參數多為3300 V,而其總裝機參數容量通常情況下都是處于1100 K W-1500 K W之間,對于供應電力牽引采煤機的日常運行所需電壓參數來說是非常容易的。通過電力牽引采煤機的應用,既能夠很好的代替人力勞動者來完成煤礦采掘的工作,又能夠在一定程度上促進煤礦采掘工作效率提升的同時保障勞動人員的人身安全。

當然在應用電力牽引采煤機來進行煤礦采掘工作的同時,還需要有自動化監控管理設備的應用。在現代化煤礦采掘工作中如果還是單單依靠傳統的監控模式來實現對電力牽引采煤機的監管,那是絕對不可能的。因此,在日常煤礦采掘工作中,在應用自動化煤礦采掘設備的同時也需要注重應用電氣自動化監控管理設備。在電氣自動化監控管理設備中也應用到了PLC技術,也就是上文所說到的可編程邏輯控制器,這樣一來就能夠很好的對電力牽引采煤機實現全面且有效的監控。電氣自動化監控管理系統的工作原理如下:首先,需要將待采集的信息以及采集操作指令在電氣自動化監管系統中預先設置好;其次,系統會將待采集的信息以及采集操作指令傳送給煤礦采掘機;最后,通過電源的啟動則能夠實現自動化操作與自動化監控。而在這一過程中,相關操作人員還能夠借助驅動電路將自動化煤礦采掘機的運行參數傳輸到控制中心,這樣一來相關管理人員或者是相關管理部門就能夠隨時對運行參數進行調取與應用。與以往傳統的監管模式相比較來說,電氣自動化監管系統具有較大的優勢,不僅具有監控及時的特點,還能夠有效避免人力以及物力的浪費。除此之外,電氣自動化監管系統還具有良好的自愈以及自查功能,能夠針對自動化煤礦采掘機所出現的一些小問題進行自動修復,對自動化煤礦采掘機的安全有效運行起到了一定的保障作用。

(四)通風與排水系統方面。在煤礦開采工作中有兩個最為基本的要求,一個是通風,另一個就是排水。但實際上絕大多數礦井的地下環境十分復雜,再加上有各種自然因素以及技術因素的影響,導致礦井內的通風與排水系統常常無法與實際標準相符合。從而需要應用到電氣自動化技術,通過電氣自動化技術在煤礦通風以及排水系統中的應用,既能夠對礦井內的粉塵、瓦斯濃度以及水汽情況進行實時檢測,還能夠對礦井內的通風狀態以及排水量進行有效的控制,從而使其能夠符合實際標準保障勞動人員的身體健康。

三、電氣自動化技術在煤礦機械設備中的發展趨勢

基于現代胡背景下,隨著科學技術的飛速發展,電氣自動化技術的應用是越來越廣泛且優勢也是越來越明顯。通過在煤礦機械設備中的應用,電氣自動化技術不僅促進了煤礦開采以及生產效率的提升,還在一定程度上保障了廣大礦業工作人員的人身安全。通過具體實踐表面,筆者認為在煤礦機械設備中應用電氣自動化技術是一件非常有意義的事情。相信隨著科學技術的發展,除了被應用在煤礦工業當中,電氣自動化技術也一定能夠在其他行業與領域中大放異彩。且在煤礦機械設備中也會逐漸的應用到物聯網以及云計算等技術,以此來促進煤礦開采以及生產效率,促進煤礦工業以及社會經濟的可持續發展。

四、結束語

總而言之,隨著煤炭能源需求的不斷增加,如果想要保障并維護社會以及全國人民日常生活與生產的順利展開,那么就必須要注重煤礦開采水平以及開采效率的提升。而煤礦開采水平的提升則需要注重電氣自動化技術的應用,電氣自動化技術的應用既是時代發展的必然需求,也是煤礦開采工作的必然結果。