自動化技術在煤礦機電設備中的應用分析

劉 麗

（冀中能源股份有限公司東龐礦機電科 技術主管，河北 邢臺 054201）

1 自動化技術在煤礦機電設備中的應用現(xiàn)狀

自動化技術是多項技術的綜合產(chǎn)物，其主要包括以下幾大技術種類：一是微電子技術。微電子技術主要應用于自動化機電設備的控制板塊當中，其核心內容是通過微小體積的電子元件而組建成控制板塊，且不僅能夠取得較好的控制效果，更能夠在有限的體積上發(fā)揮出信息傳輸、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)控制等多種功能[1]。同時，微電子技術的應用也是多種煤礦機電設備進行連接的關鍵所在，其能夠實現(xiàn)不同機電設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而后期的自動化控制操作打下基礎。二是計算機技術。

計算機技術是自動化控制技術的核心所在，無論是信息的傳輸、處理還是控制指令的下達均由核心的計算機組件負責。在煤礦機電設備中所使用的計算機組件具有功能化、專項化及微型化的特征，功能化指的是計算機系統(tǒng)的運行功能較為全面，可以滿足不同情況下的生產(chǎn)需求；專項化指的是其各項功能的運轉均以進行煤礦資源開采為主；微型化指的是計算機系統(tǒng)的體積較小，區(qū)別于一般的家用計算機。三是機械技術。從某種角度來看，自動化技術是煤礦機電設備的核心與靈魂，而機械技術則是其基礎與載體。二者之間存在著相輔相成的必然聯(lián)系性，自動化模塊控制著機械模塊，而正是在擁有機械模塊的基礎上自動化技術才能夠得到應用。四是自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)是將人工操作流程輸入到控制模塊當中，從而由控制模塊操控機電設備進行運轉。

2 具體的應用分析

從能源產(chǎn)業(yè)大環(huán)境的角度來看，新型能源的全面、多領域普及依然需要較長的時間，這也意味著煤炭依然會在未來很長一段時間內占據(jù)我國能源需求的主要地位。從我國煤炭資源的綜合產(chǎn)量角度來看，其正常的生產(chǎn)量與市場需求之間存在較大的缺口，而為了彌補這一缺口，依靠國外進口已經(jīng)成為了一種常態(tài)化。而從生產(chǎn)安全性的角度來看，復雜、危險的礦井難免會出現(xiàn)安全事故，且現(xiàn)有的安全措施也無法保證百分百的安全性，且一旦出現(xiàn)礦井事故，勢必會直接威脅到井下作業(yè)人員的人身安全，甚至會給一個家庭造成沉重的心理傷害及經(jīng)濟負擔。為減輕對外國的煤炭資源依賴度，降低礦井事故所造成的負面影響，加大煤礦機電設備的自動化技術研究，加快自動化技術的普及程度儼然成為了煤礦開采行業(yè)不可逆轉的發(fā)展趨勢。

2.1 升降設備

升降設備是實現(xiàn)井上與井下相結合的關鍵設備，其一般設置在入井口的位置，主要承擔著傳輸人力、物力資源、儀器設備以及輸送煤炭的工作責任。從設備結構角度來看，升降設備的設計難度相對較低，且結構組成較為簡單，使用價值高，單價低，因而其基本在全國范圍內的煤礦上均有所使用。對于升降設備而言，保證其運行安全性是自動化技術的關鍵所在，這就要求自動化技術不僅要實現(xiàn)設備的自動化運行，更要能夠對升降設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

一般情況下，調整升降設備的PLC程序即可滿足其自動運行的基本需求，且PLC技術還具備實時監(jiān)控功能、故障分析及故障預警功能。

PLC技術可以在設備運行階段時對其各個組成部分進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患及故障問題，并發(fā)出預警。

2.2 傳送設備

傳送設備主要將從工作面上開采下來的煤炭資源運輸至井上，其一般由電機和傳送帶兩部分構成。盡管傳送設備的結構較為簡單，但其卻是煤礦機電設備的常見故障點，且在出現(xiàn)故障問題時所造成的影響較大，往往會直接影響到開采效率。在應用自動化技術時，需要針對傳送帶的工作環(huán)境及工作特征設計智能監(jiān)控系統(tǒng)，以保證傳送設備的持續(xù)運轉，減少其出現(xiàn)故障問題的概率。但是，自動化技術的應用并不能夠從根本上規(guī)避這一問題，由于傳送的距離較長，且傳送過程中存在著諸多不確定因素，所以應用自動化技術只能起到對傳送過程優(yōu)化的效果。

2.3 開采設備

在煤礦開采環(huán)節(jié)當中，開采設備所要面臨的威脅主要包括以下幾點：一是環(huán)境復雜。煤礦下復雜的地質環(huán)境會直接影響到開采設備的運行效率和安全性。二是工作量大。在大工作量的情況下，開采設備需要長時間保持滿負荷運行的狀態(tài)，若不能夠及時監(jiān)控其運行狀態(tài)，則會直接導致開采設備的使用壽命受損。在自動化技術的推動之下，越來越多的新型開采設備得到了應用，其中電牽引采煤機是最常見的自動化開采設備。在煤礦開采的過程中，一般的采煤機會因為地勢因素的影響而進入下滑的狀態(tài)，且會因為動力的丟失而出現(xiàn)停機故障。電牽引采煤機則無需擔心這一問題，其能夠在保證正常開采效率的同時，確保動力供應的充足性。同時，電牽引采煤機中還安置由自動監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器及計算機系統(tǒng)，其能夠對開采環(huán)境進行掃描分析，判斷開采環(huán)境的實際情況后對開采指令進行調整。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)

在煤礦中所使用的監(jiān)控系統(tǒng)具有立體性、全面性的特征，其涵蓋了井下作業(yè)的全部生產(chǎn)要素及環(huán)節(jié)，并能夠實現(xiàn)對機電設備的安全監(jiān)控、電力監(jiān)控、定位監(jiān)控等。

自動化監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中會定期向機電設備發(fā)出信息反饋申請，而機電設備中安全的數(shù)據(jù)接收、傳輸器會實現(xiàn)這一功能，并將機電設備的運行狀態(tài)等各項參數(shù)傳輸給監(jiān)控平臺。即便是在機電設備出現(xiàn)故障的情況下，其內置的自動定位系統(tǒng)也可以在第一時間傳輸給煤礦的技術人員，并將其所在位置的周邊環(huán)境信息進行分析，切實提高設備搶修的效率。

3 結語

綜合來看，自動化技術的應用可以有效提高煤礦生產(chǎn)的效率和安全性。相關企業(yè)及研究單位需要重視對煤礦機電設備自動化技術的研究和應用，提高井下作業(yè)的自動化水平，提升煤炭資源的產(chǎn)量。