礦山機電運輸系統技術創新與應用研究

陳瑞澤

（陜煤集團神木張家峁礦業公司，陜西 榆林 719306）

礦山機電事故的頻繁發生作為影響煤礦安全生產和發展的關鍵因素之一，不僅對工作人員的人身安全造成了嚴重影響，所以礦山企業必須采取積極有效的措施加強礦山機電管理工作的力度，才能確保礦山企業的長期可持續發展。

1 礦山機電設備管理的意義

隨著我國社會和經濟的不斷發展，科學技術的不斷進步，在礦山生產當中，各種機電設備被應用到生產作業中來，機電設備的使用提高了礦山生產的效率，能夠幫助工作人員做一些重復性工作。機電設備的使用還能夠減少因工作人員的疏忽而產生的一些問題，提高了礦山生產過程當中的安全性[1]。而隨著機電設備的不斷發展，使用數量的不斷增加，如果不對其進行科學合理的管理，便極易造成一定的損失，不利于提高礦山生產的效率。隨著機電設備使用規模的逐漸擴大，大部分的礦山企業將機電設備視作礦山生產的重要輔助機器，其與礦山生產的質量密切相關。機電設備的應用也使礦山開采工作逐漸走向現代化、自動化，所以做好機電設備的管理工作至關重要。機電設備改變了以往的礦山開采工作方式，有效優化了礦山開采的技術，提高了礦山開采的效率。隨著設備的不斷更新，其對管理的要求也逐漸提高，為了保障礦山生產的安全性，提升礦山生產的效率，就必須重視機電設備的管理。如果機電設備出現了問題，如老、舊、安全設施不足、保護設施不全、設備與配件質量不合格、安裝尺寸不相同等，都會造成一定的安全問題，阻礙了礦山生產作業，不利于礦山企業的發展。因此，相關工作人員必須加大對礦山機電設備的管理力度，構建科學合理的管理體系，不斷更新管理理念，重視機電設備零部件的質量問題等，從而保障機電設備的運行安全，確保礦山生產過程中的安全性，提高生產的效率，減少相關的經濟成本。

2 礦山機電運輸系統技術現狀

2.1 設備陳舊老化以及選型不合理

在中國一些礦山開采單位，機電運輸設備的使用年限相對較長，設備自身存在比較嚴重的老化和破損問題，但是工作單位并沒有對其進行有效的維護和保養，進而導致設備處于帶病運行的狀態。在礦山開采工作中，相關采礦設備必須要成套配對，一次性資金投入量相對較大。由于很多中小型工作單位無法承擔巨大的經濟投入，當設備需要更新時并沒有及時替換，設備使用年限較長產生了嚴重的老化現象，進而在機電運輸過程中發生嚴重的安全事故。除此之外，由于一些礦山設備在選型方面存在誤差，無法滿足礦山運輸工作的標準要求，一些機電運輸設備經常處于超負荷運行狀態，隨著時間的不斷延長也會引發比較嚴重的安全事故。

2.2 缺乏完善的安全管理體系

就當前礦山企業的實際工作狀況來看，很多企業只重視生產，從而忽略了機電安全管理工作，企業內部也沒有制定相應的安全管理措施，相關工作人員在工作上沒有可供使用的指導標準，以致出現隨意性管理的現象，使整個企業的長期經營受到影響。在激烈的市場競爭環境下，企業為了追求長期且更高的經濟效益，往往不愿意在安全管理上投入更多資金，相關管理人員也沒有較為強烈的安全意識，為了滿足上級需求，保證工作的生產效率，他們在工作過程中只是一味的追求進度和產量，在雙重作用下，無論是企業的相關配套設施，還是輔助管理的環境，都存在很大缺陷，使得整個企業存在各種生產安全隱患。在這樣的發展過程中，安全管理工作成為形式流程，盡管有少部分企業建立了相應的安全管理標準，但也很少按照其標準內容執行工作，員工的生產行為不能夠被及時規范，各種安全隱患依舊滋生潛藏。

2.3 機電設備安全檢修與維護不到位

機電設備是礦山企業安全運營不可或缺的重要元素，其安全管理理應得到重視。但是，機電設備安全檢修與維護問題值得關注，檢修不及時、維護不到位等均可能導致機電設備安全運營風險的產生，不利于安全生產。缺乏一定的檢修計劃、機電設備檢修儀器老舊、設備檢修資金投入不高、檢修與維護人員的素質有待提升等，都成為了阻礙機電檢修與維護工作開展的重要障礙。要想確保機電設備安全運轉，要注重機電設備的采購，同樣也要注重檢修與維護工作，增強其設備性能。

3 礦山機電運輸系統技術創新與應用

3.1 在窄軌機車運輸中交流變頻調速技術的應用

如今，在礦山運輸系統中，窄軌機車也得到了廣泛的應用，其主要依靠直流電動機作為牽引動力源，借助恒定的直流電源進行供電，以此來確保機車操作平穩。在起動、制動和調速等環節中，需要選擇串接電阻給予控制，但是其會造成電能資源的浪費，且會對設備造成不同程度的損害。而交流變頻調速技術的應用能夠使上述問題得到有效解決，既可以輕松實現無級調速、平穩起動和再生制動，而且能源消耗大大降低。實際上，交流變頻調速窄軌電機車，不僅摒棄了以往陳舊的電阻調速器和直流電動機，而且采用了節電顯著的DSP系列變頻調速器和性能可靠的三相永磁同步交流牽引電動機。變頻調速技術達到了國際領先水平，其三相永磁同步交流牽引電動機超過直流電機的起動轉矩，既符合了低速時電機車的最大起動牽引力要求，而且具有十分優越的性能，可以有效提高窄軌機車運輸效率。在窄軌機車運輸過程中，交流變頻調速技術的創新點如下：①直流架線調速電機車采用了以往的直流電動機；②斬波調速是通過無觸頭總的IGBT開斷，實現電機端電壓改變來實現調速功能。其中的變頻調速器選擇了國際最先進的DSP變頻調速技術，選擇了進口IGBT模塊元件和進口原裝全套控制電路，達到了比較理想的節能效果。電機車啟動平穩、降低能耗、無極調速。對變頻器設有過流、過負荷、過壓、欠壓和接地保護。對電機設有過熱、過流、短路、斷相、失壓等保護，同時也降低了電機車的維修成本。

3.2 采用信息自動化技術

為了促進礦山安全生產監控與通信技術應用效果的有效提升，礦山企業應該從以下幾方面著手，推動安全監控與通信技術的研究工作。首先，礦山安全生產監控與通信技術向物聯網技術方向的發展。大力推動礦山安全生產監控與通信技術向物聯網技術方向的發展，不僅有助于企業機電運輸成本的降低，而且隨著企業安全生產監控體系的日趨完善，煤礦企業的市場競爭力也隨之進一步增強。其次，構建礦山一體化通信體系。為了促進礦山企業安全生產水平和能力的有效提升，礦山企業應該在充分重視礦山生產調度的基礎上，將語言通信、視頻通信等融合在一起，構建一體化通信技術，為礦山井下機電運輸的安全順利進行提供全方位的支持。最后，井下生命探測技術的推廣和應用。尤其是在發生災難事故后，工作人員應該合理利用井下生命探測技術，了解和掌握井下工作人員的生存情況，準確的判斷井下人員的準確位置。根據井下實際情況制定科學合理的井下人員營救工作，充分發揮礦山安全生產監控與通信技術的優勢，最大限度的降低井下運輸事故發生后造成的損失。

3.3 應用新技術，引進新設備

為了提高礦山機電設備的管理效率，就必須應用新的管理技術，引進新的工藝設備，應用更加先進的管理理念、工藝流程，使工作人員能夠更加科學合理地控制生產作業的各個方面，充分了解事故發生的原因，從而提高機電設備的應用效率，提高管理工作的效率，使礦山生產逐漸走向現代化。管理工作人員要對機電設備管理工作給予高度重視，重點檢查一些易出現故障的部分，對一些老舊的機電設備及時更換零部件，做好機電設備的維修保養工作。除此之外，相關工作人員必須保障機電設備的質量，禁止偽劣的設備用于開采工作當中，從根本上杜絕事故發生。

3.4 做好機電設備日常的檢修與維護

從宏觀角度來看，要加大對檢修與維護的資金投入，要及時更新檢修設備，運用最先進的檢測儀器對機電設備進行檢修、維護，一旦發現設備問題，要加緊解決。舊的設備檢測儀器在工作中可能出現故障，難以發現機電設備的運轉中的問題，繼而會延誤礦山作業，加大安全隱患；而新的檢測儀則很好規避了這一問題，能為設備運轉提供更好的性能。從微觀角度來說，便是要做好設備維修的細節工作。礦山機電設備種類較多，檢修與維護工作難度較高，機電設備管理者應做好檢修與維護計劃，根據機電設備類型和檢修的主要內容，分配相應的工人進行檢修維護，確保檢修維護及時、到位、高效。此外，要特別重視對風電、瓦斯電閉鎖功能的檢測，這是整個檢修與維護工作的重中之重。風電設備、瓦斯電閉鎖設備的檢測要能夠根據檢測方式做出相應的設備性能判斷，并采取針對性維修與防護策略。

3.5 PLC技術對運膠帶機的改造應用

隨著電液一體化的技術逐漸成熟，其已經開始應用到礦山機電設備的控制系統中。KZP系列盤式裝置是主要的系統控制裝置，且被分為三個部分:它主要由液壓站、電子控制裝置以及制動裝置組成。在所有受控設備中，制動設備主要是利用制動襯塊和制動盤之間的摩擦力來產生一定有效的制動扭矩，然后再進一步調節液壓站來對制動力進行改變。在設備正常運行期間，若系統中的機油壓力達到最大值時，前進壓力就會變為0，制動器就會處于放松的制動狀態，并且制動襯塊和制動盤之間存在一定距離。此外，電動液壓控制系統會自動的發布指令，設備就根據指令來自動降低油壓，從而實現機電設備的自動化制動控制。

3.6 建立機車運輸安全防護系統

經過深入調查發現，現階段我國大多數礦井機電運輸都是通過電機車實現的，所以切實做好電機車運行過程中安全事故的防范工作，才能確保煤礦井下機電運輸工作的安全順利進行。為了確保電機車的安全運行，礦山企業必須根據礦山機電運輸的特點和要求，建立由自動化技術、計算機網絡技術、數據庫技術、射頻通信技術等先進技術融為一體的電機車安全防護系統，才能在準確顯示煤礦井下運輸環節電機車運行狀態信息的基礎上，提高電機車運行軌跡控制的水平，一旦電機車在運行過程中發生故障，系統就會立即發出報警信息，然后自動接管電機車的控制權限，確保電機車的安全運行不受影響。

4 結語

綜上所述，機電運輸所產生的安全影響重大，運輸機電系統的創新與研究工作的前提也應該是安全。現階段一些機電運輸系統已經不能滿足礦山開采的需要，制約了礦山運輸工作的發展，因此更應該將強對于機電運輸系統的研究與創新工作，在保證安全的同時提高機電運輸系統的效率。