自动化技术在煤矿机械设备中的应用研究 陈立智

发表时间:2021/1/15   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:陈立智
[导读] 摘要:研究表明,我国煤炭设备的生产和运行成本占煤炭集团主要固定资产总额的百分之六十以上,而电气自动化系统的管理与维护费用占煤炭企业管理的成本也不少于百分之四十。
        神木汇森凉水井矿业有限责任公司  陕西神木  719319
        摘要:研究表明,我国煤炭设备的生产和运行成本占煤炭集团主要固定资产总额的百分之六十以上,而电气自动化系统的管理与维护费用占煤炭企业管理的成本也不少于百分之四十。所以为了保证煤矿安全生产,必须注意煤炭机械设备电气自动化技术的管理。因此,必须采取科学的办法来改进机械和电气设备的管理,以确保煤矿的持续发展和提高企业的竞争力。
        关键词:自动化技术;煤矿机械设备;应用
        1电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用价值
        对煤矿的生产效率产生直接影响的另一主要因素是提升及运输设备的工作效率。由于中国煤矿大多为井下作业,必须利用提升和运输设备才能将采掘出來的原煤送至地面,以便后续的加工处理,规模较大的煤矿采用胶带运输设备对原煤进行输送。随着中国经济建设对于能源需求的急剧增加,煤炭产量也不断提高,为了适应这一新的发展形势,中国加大了对胶带运输运行情况进行实时监控的系统研发工作,并获得了成功。在这一监控系统中通过对计算机及PLC技术的融合利用,使综合性的系统保护得以实现,同时通过DCS结构也实现了地面监控。
        1.1有助于煤矿机械生产效率的提升
        伴随机械化采煤发展,在自动控制方面有新的要求,而电气自动化技术的应用,使得控制系统具备设备状态的监控功能,能够实时的掌握采煤机械的工况,还使煤矿生产机械具备了故障检测以及远方遥控操作的能力。如此,煤矿设备操作人员能够对设备实际故障做到及时发现,并且在电气自动化技术帮助下具备了故障的自动分析功能,对煤矿机械故障可起到辅助决策的作用,进而避免更严重的采矿事故。
        1.2有助于煤矿安全管理水平的提升
        当前,煤矿生产主要集中在井下,而井下开采环境复杂且危险源众多,对煤矿安全生产带来较多不利因素,危害井下工作者的安全。保障煤矿生产安全始终是其核心管理目标,这关系着井下工作者人身安全,这凸显了煤矿安全管理的重要性。同时,由于井下煤矿开采中的采掘、运输等环节通常采取机械操作的方式,而电气化控制的实现,能够显著改善人工操作采煤设备的弊端,避免了人为操作失误可能带来的煤矿安全问题,还降低了井下工作者的劳动强度以及人员密度,这对于煤矿安全管理有积极意义。
        2自动化技术在煤矿机电设备中的应用
        现阶段,虽然国家在积极探索和开发新能源,但是煤矿能源依旧是社会不可或缺的资源,而且社会对于煤矿资源的需求量与日俱增。巨大的需求量对于煤矿开采工作提出很大地挑战,煤矿资源开采量要远远低于需求量,也就是煤矿开采效率有待提升。煤矿作业环境复杂,风险性很大,也是影响生产效率的一个因素。自动化技术应用到煤矿机电设备中,利用机电设备实现对煤矿开采、生产过程的有效监督,利用自动化技术提升生产效率和安全。具体而言,自动化技术在煤矿机电设备中的应用主要表现在以下方面:
        2.1煤矿升降系统中的应用
        众所周知,煤矿生产工作大多位于井下或者地下操作,煤矿升降系统则是将煤矿工人从地面送到地下的设备,保证人员运输的安全。升降系统一方面是运输采煤工人,另一方面是运输一些采煤设备,提升设备的自动化程度,保证设备升降的平稳性和安全性,让人员和设备安全送达到施工地。自动化技术在采煤升降系统的应用,利用PLC软件实现可以远程对升降机进行操作,完成升降操作。与此同时,PLC有着报警功能,一旦升降机出现故障时,会及时发出警报声。实践表明,应用自动化技术,可以大幅度提升煤矿系统的安全性。
        2.2煤矿采掘系统设备中的应用
        煤矿采掘工作有着十分复杂且恶劣的环境,源于地下结构的复杂性,施工过程中,粉尘、地下水、瓦斯、支架等均存在一定的安全风险,稍有不慎,便可以引发安全事故。

因此,在关注开采效率的同时,还必须关注开采的安全。自动化技术在采煤系统中的应用,采煤的效率以及安全性得到很大地提升。采掘设备是煤矿开采必不可少的设备,自动化技术应用到采掘设备中,比如电牵引采煤机的使用,采煤的效率得到很大提升。电牵引采煤机优势很多,首先,有着很强的牵引能力,即便是采煤机出现下滑,同样可以利用电牵引完成采掘任务。在具体的采煤过程中,常常会出现倾斜角采煤的情况,如果使用传统的采掘机,那么极易出现缺少动力,导致停机;如果使用电牵引采煤机,便可以解决这一问题。电牵引采煤机通过安装自动化的监控和控制设备,借助传感器,完成对采掘设备的控制,采掘的效率和安全性很高。
        2.3在煤矿监控系统设备中的应用
        煤矿开采工作是一项极具危险性的工作,为了保证煤矿开采安全性,必须对煤矿开采的全过程加以全方位地监控,自动化技术的应用,可以实现对采煤过程实时监控,监控设备运行状况。现阶段,很多的矿井都配备了监控系统,包括安全监测、电网监测、工业电视、井下人员定位和跟踪、移动通讯等功能,可以很好地监控井下的作业情况,可以对井下的传输系统、提升系统、排水系统、通风系统、防爆系统等影响安全的因素,进行有效地监督。具体而言,自动化监控系统主要具备的功能有:
        1)利用自动化监控系统实现实时地监控。借助自动通讯技术以及地理信息技术,对井下作业的情况,进行实时地监控,利用系统可以实现井下作业的实时查询。
        2)利用自动化监控系统,动态监控井下情况,绘制出井下作业人员的分布图,实施跟踪和定位井下作业人员的位置,可以了解到人员的分布情况,方便进行人员的调度,同时遇到意外情况,可以更好地进行人员的疏散。
        3)实现对井下人员有效管理。例如,自动记录井下工作人员的考勤,知道哪些人员出勤了,人员的位置在哪等,一旦出现井下事故,便可以迅速地统计出井下人员的人数、人员身份,从而获得第一手的救援资料。
        4)井下出现意外事故,抢救过程中,同样可以利用自动化监控技术,实现对井下遇险人员的迅速定位,这样抢救工作效率得到提升,更好地保证井下作业人员的安全。
        2.4煤矿运输机械设备的应用
        我国煤矿每年的开采量在不断的增加,主要是通过胶带运输设备来进行运输,不仅运输量有限,而且运输速度也有限制。应用自动化技术可以有效地解决这一问题。如有的煤矿企业,应用PLC作为运输控制核心,用控制软件、监测软件当成是用户的界面,在主斜井皮带机、地面生产系统以及井下给煤机之间设置联锁功能,以此来实现运输。PLC技术的应用不仅保证了运输中紧急停车时,不会出现堆煤的现象,而且还可以实现电控装置、变频器、耦合器、CST等配合,以此来控制运输机的速度,将启停速度、加减速度都控制在0.30m/s2范围内。而且PLC还有报警功能,通过监控胶带速度、电流、打滑、堆煤、温度等,以此来实现自动语音报警,以及及时故障提示。
        此外,我国也在引进和研发更加自动化的安全监控系统,推出了KJ2、KJ4、K195、TF200、AVI等安全监控系统。新型的瓦斯遥测仪、红外线自动喷雾、风电闭锁等,这些也都应用了自动化技术,有力保障了煤矿企业安全生产。
        结束语
        我们了解到在煤炭开采的各个过程中,我们都需要用电气自动化技术。因此,这个技术在生活中是非常普遍应用的。只有对电气自动化技术进行更好的提高,我们就可以提高煤炭开采的量,并且能够保证在开采过程中相应人员的安全问题。 但我们要时刻注意到,相应的环境人员以及设备元件的好坏对其影响,最后我们要更好的发展自动化监控技术。
        参考文献
        [1]赵飞强.煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].电子技术与软件工程,2019(09):133-134.
        [2]胡晓健.煤矿机械设备中电气自动化技术的应用探析[J].中国新技术新产品,2019(07):134-135.
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