煤礦機械設備電氣自動化技術的應用管窺

馮聰

[摘? ? 要]當前的自動化控制技術的應用，實際上是根據網絡信息系統的電子邏輯運算，以實現控制功能。煤礦機械電氣設備的整體控制可以通過可編程邏輯控制器，根據不同的電子裝置，存儲器等來實現。可以很好地將不同信息進行收集分析，并且及時做出處理，最終再根據操作指令對設備運行進行控制。從最基礎的結構上來看，煤礦機械設備電氣自動化控制裝置主要包括處理器輸入輸出模塊、存儲器、電源等多個部分;還需要一些地址總線、電源總線等來將不同的模塊進行連接裝配，通過對有效數據的分析和交換，實現機械不同使用性能之間的轉換，將煤礦現有裝置與自動化系統進行有效結合，進行統一控制。

[關鍵詞]煤礦機械設備;電氣自動化技術;應用要點

[中圖分類號]F457 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Application of Electrical Automation Technology in Coal Mine Machinery and Equipment

Feng Cong

[Abstract]The current application of automatic control technology is actually based on the electronic logic operation of network information system to realize the control function. The overall control of coal mine mechanical and electrical equipment can be realized through PLC， according to different electronic devices， memory， etc. It can collect and analyze different information， and deal with it in time， and finally control the operation of the equipment according to the operation instructions. From the most basic structure point of view， coal mine mechanical equipment electrical automation control device mainly includes processor input and output module， memory， power supply and other parts; Some address bus and power bus are needed to connect and assemble different modules. Through the analysis and exchange of effective data， the effective conversion between different mechanical performance can be realized， and the existing coal mine devices and automation system can be effectively combined for unified control.

[Keywords]coal mine machinery and equipment; electrical automation technology; application points

1 煤礦機械設備電氣自動化控制優勢

1.1 能夠提高企業生產效率

我國的煤礦企業中的很多機械設備都已經融入了自動化和智能化的優點。不僅讓煤礦機械設備電氣設備的各項技術得到了優化，而且能夠全過程更精準地對運行進行監管。在運行過程當中，將產生的數據進行分析、處理，工作人員可以通過這些數據信息對設備當前存在的一些隱患做出判斷，將發生重大事故的可能性有效避免，為企業的安全生產做出最好的保障。

1.2 安全性

我國的能源開采行業經過了多年的發展之后已經進入了一個新的階段，特別是在機械設備電氣自動化應用到各個礦業企業后，對能源開采行業的發展有了更好的保證。機械設備電氣自動化控制技術具有非常明顯的安全優勢，與傳統的人工操作組比較，能夠將礦山生產的很多工作安全地執行，自動化模塊讓生產的整個過程變得更加穩定。除了能夠對工作進行全面監測之外，還能夠通過監測到的一些數據來分析生產過程當中的異常問題。同時，將這些異常問題進行整理之后做出反饋，讓相關的工作人員能夠及時采取對應的措施進行解決，確保整個生產作業更加高效和穩定進行。煤礦開采的實際安全風險非常大，整個過程當中還有一些無法預料的問題存在，如果單純依靠人力來進行工作，往往會對一些安全風險無法準確辨認。通過應用電氣自動化之后，能夠通過智能化技術有效監測礦山可能存在的風險問題，并制定行之有效的預防措施，讓整個生產工作變得更加安全。

1.3 實現了對開采環節的集中控制

將自動化技術應用到煤礦企業的各個機械設備當中，可以讓實際生產過程變得更為便利。能夠將所有的機械設備電氣設備連接起來，這樣能夠通過智能化技術的應用將所有設備做出統一的管控。 這就讓煤礦開采實際過程中所有設備得到統一的監測，并且能夠更好地減少開采過程中的工作量。不同類型的機械設備電氣設備，通過應用自動化和智能化技術，可以確保每臺機械設備電氣設備的實際使用效率和性能達到最佳，不斷提升開采效率。

2 煤礦機械設備電氣工程管理中存在的問題

2.1 煤礦機械設備電氣工程管理中人員的問題

煤礦業屬于高危行業，存在工作環境較差，風險性較高等不利因素，這些因素也使得相當一部分具有高學歷、良好專業技術水平的人員不愿選擇煤礦領域的工作，而煤礦行業的發展卻離不開高素質的專業人才。據調查顯示，從事煤礦行業的人員，具有相關專業大專及大專以上學歷的不足5%，這種情況致使煤礦機械設備電氣工程管理團隊的專業素質不足，農民工為主要組成群體，短期工比例較高，管理團隊缺乏穩定性。從業人員的流動性大，專業素養不足，會導致設備過度使用，不注重維護和維修不及時等情況時有發生，不能及時排除隱患， 對于煤礦工作的開展十分不利。

2.2 煤礦機械設備電氣工程設備的問題

目前，煤礦作業使用的設備有一部分仍然是20世紀中期留下的， 而煤礦行業一直在發展，對于技術與設備的要求也在不斷提高，這些設備已經難以滿足現階段煤礦行業的生產作業需求，或是運行情況已經超出了設備的負荷。許多企業對于設備更新換代的資金投入不足，無法達到《煤礦安全規程》中對于設備的要求。我國對于煤礦設備及其配件的要求尚未制定統一的標準，當設備發生故障需要更換配件時，尋找匹配的零件具有一定的困難，十分耗時。并且對于設備的日常維護檢修工作也不夠到位，有些設備要連續長時間的作業，對設備的使用壽命帶來了相當大的損耗，同時也導致了安全隱患的存在。

2.3 煤礦機械設備電氣工程管理及監督力度的不足

煤礦機械設備電氣工程管理具有較強的專業性，所涉及的相關知識面也較廣，由于近些年科學技術發展速度較快，煤礦生產技術與設備的更新也較快，管理人員必須跟上技術與設備更新的腳步，掌握相關的理論與操作技能。但目前的實際情況是，多數煤礦管理人員所具備的專業知識不足，這也造成了煤礦機械設備電氣工程管理人員對安全管理的意識較差，在執行管理工作時的監督管理力度不足，并且也不夠全面，最終導致煤礦機械設備電氣工程管理達不到相關部門提出的要求。

3 煤礦機械設備電氣自動化技術的應用要點

3.1 在提升設備中的應用

在煤礦企業的生產過程中，提升機可以幫助工作人員安全地下降到井下，主要發揮著維護工作人員生命安全和保障整個工作流程正常開展的作用，甚至還可以對煤炭的運輸做出一定的促進作用。由于整個煤炭生產有著長時間且連續不斷的特征，這就對提升機的質量和效率提出了更高的要求，不僅需要保障工作人員的生命安全，還需要提高整個運行效率。對于提升設備的可持續發展應用而言，自動化技術的加入在一定程度上可以提高其質量和效率。

3.2 自動化技術在液壓支架中的應用

支護工作對于煤炭生產的安全性而言極為重要，頂板支護質量與礦井發生安全事故的概率呈現反比狀態，一旦支護措施發生異常，就可能會造成后續工作無法正常順利開展，嚴重時可能會拖延整個工作的時間和進程，對煤炭生產企業形成較大的威脅和經濟損失。為了有效提高煤炭生產能力，在支護操作中，主要利用自動化設備來提高液壓支架的效率，從而可以提高整個工作面的安全性和穩定性，減少外界環境的干擾，保證開采工作面的安全性。其中所使用的液壓支架的自動化技術主要包含控制器和計算機技術，不僅可以增強整個液壓支護技術的科技含量，還可以提高其承壓能力。要想使得我國液壓支架技術能夠得到更為持久且長遠的發展，仍然需要研究人員對其作出細致且詳盡的研究。

3.3 礦井安全監控系統中自動化技術的應用

當前我國很多煤礦企業都在礦井之下建立了對應的監測系統，整個系統當中也運用了自動化技術，監測系統的實際功能相對比較完善，可以在整個安全系統管控內容當中做出有效的監測。 比如對于工作人員的監控， 對設備運行狀況的監控，對有害氣體含量產生的監控，以及對于電網實際應用情況的監控等。在確保了操作工作人員安全的同時，能夠將煤礦資源的實際開采效率極大提高。在礦井安全監控系統當中，應用自動化技術能夠實時監測井下工作人員的實際狀況，如果發生了安全問題或者安全事故，能夠及時發出報警提示。盡可能地將采礦工作人員的人身安全進行保障。整個系統還會對可能發生的風險做出提前預估，而且做好一系列風險預防的措施，確保了煤礦開采不同環節當中的各項工作能夠順利進行。如果出現了安全問題，整個監控系統也能夠在第一時間實施營救方案，對正處于危險環境當中的工作人員及時進行營救。

3.4 集成化系統

在網絡信息技術的支持下，可建立集成化系統對機械設備電氣設備進行監督與管理，這不僅可以在一定程度上降低管理成本，同時也能最大程度地提高監督管理效率，為企業創造出更大的經濟利益。在具體應用過程中，可以利用網絡技術實時監測各個礦區的實際作業情況，并且實現所有監督管理信息的共享。一旦外界環境出現異常，控制管理中心就可以在集成系統的作用下及時發現，然后采取有針對性的措施進行解決。除此之外，集成化系統可以進一步提高各種抗風險能力，能夠在不同的網絡信息資源之間建立多維拓撲網絡結構，一旦某一條通信網絡出現故障，那么會立即開啟其他傳輸渠道，確保整個網絡集成化系統的有效運行。

3.5 自動化技術在運輸機中的應用

當前的煤礦開采一定離不開煤礦運輸機的有效作用。煤礦運輸機在當前開采任務中主要負責煤礦的上下井運輸，然而目前我國多數煤礦運輸機需要驅動器的幫助和支持。但是過度依賴驅動器就會造成許多問題，多數驅動器的啟動往往伴隨著一定的輔助工具，舉例來說，液力耦合器就是驅動器開始工作的重要助力設備，但是每一次啟動使用都會產生一定的電流沖擊，從而讓當前的機器設備面臨短暫的電壓威脅，長此以往就會讓機器設備的內部零件出現一定損壞。在煤礦生產過程中離不開資源的運輸，膠帶是組成運輸機的重要器械，然而在長時間的運行過程中膠帶與機器之間會產生大量的摩擦，而摩擦會產生一定的熱能，因此當熱能散發過多溫度進一步提高就會威脅到膠帶的使用壽命，增加煤礦企業的生產成本。煤礦自動化系統的有效運用，可以讓運輸機合理規避各種損耗。除此之外， PLC系統的有效發展，也能減少膠帶與機器之間的摩擦阻力，實現平穩的運輸。

4 結束語

隨著科學技術的發展，自動化技術的廣泛普及已是必然趨勢。自動化技術在煤礦機械設備電氣設備中的應用是多方面的，它可以有效提高煤礦生產效率，給企業創造更多的經濟效益。在未來的發展中，自動化技術還將不斷優化煤礦機械設備電氣設備的各項系數，給煤礦企業帶來更多的效益，為我國煤礦企業的可持續發展提供強有力的支撐。

參考文獻

[1] 喬曉峰.自動化技術在煤礦機械設備電氣設備中的應用[J].電子技術與軟件工程，2020（9）：113-114.