自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的實(shí)際應(yīng)用研究

華金龍 劉 赟

（1.贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000；2.贛州通安安全技術(shù)咨詢有限公司，江西 贛州 341000）

0 前言

礦山機(jī)電控制主要是對(duì)各種礦山開(kāi)采過(guò)程中使用的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制。相較于其他行業(yè)，礦山開(kāi)采具有較高的危險(xiǎn)性，礦山下的工作環(huán)境十分惡劣，而且機(jī)電控制工作涉及多個(gè)流程與環(huán)節(jié)，技術(shù)操作相對(duì)復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工操作無(wú)法充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的優(yōu)勢(shì)與作用，運(yùn)行成本高，會(huì)降低礦山機(jī)電控制質(zhì)量和效率。

1 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用于礦山機(jī)電控制的優(yōu)勢(shì)

1.1 提高礦山機(jī)電控制的實(shí)效性

過(guò)去礦山機(jī)電控制采用的操作方式是人工操作，容易出現(xiàn)操作失誤等問(wèn)題，自動(dòng)化技術(shù)可以利用自動(dòng)化程序開(kāi)展控制工作，不需要人工操作，可以有效避免操作失誤，有利于提高礦山機(jī)電的控制質(zhì)量，提升礦產(chǎn)開(kāi)采效率?；谧詣?dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制過(guò)程中呈現(xiàn)出的綜合性特征，可以對(duì)礦山機(jī)電的各種工控模塊進(jìn)行重組，使其完成一些人工操作無(wú)法完成的工作，象礦山井下氣體測(cè)試等；可以將煩瑣的操作簡(jiǎn)單化，使整個(gè)機(jī)電控制工作更加穩(wěn)定安全，有利于提高礦山機(jī)電控制的實(shí)效性。

1.2 提高礦山機(jī)電控制的工作效率

在工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，人們對(duì)各種礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷提升，對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)采的質(zhì)量與數(shù)量也提出了更高要求，相關(guān)人員必須對(duì)礦山機(jī)電控制進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，努力提高機(jī)電控制工作效率。礦山機(jī)電控制與礦產(chǎn)開(kāi)采數(shù)量密切相關(guān)，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電控制，可以優(yōu)化控制體系、簡(jiǎn)化操作流程?；谧詣?dòng)化技術(shù)的礦山機(jī)電控制，只需極少的工作人員便可以完成復(fù)雜的控制程序，能夠減輕相關(guān)人員的工作負(fù)擔(dān)，降低人工操作的失誤概率，由于工作人員相對(duì)較少，疏散工作相對(duì)簡(jiǎn)單，有利于保護(hù)礦山機(jī)電控制人員的生命安全。

2 自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化技術(shù)在礦山井下風(fēng)門中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的礦山機(jī)電控制工作中，工作人員一般采取手動(dòng)方式對(duì)礦山井下風(fēng)門進(jìn)行開(kāi)啟和閉合操作，井下風(fēng)門的內(nèi)外兩側(cè)壓力差較大，增加了操作難度，如果操作不慎，還會(huì)造成井下風(fēng)門的損毀。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山井下風(fēng)門中，將人工手動(dòng)操作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器自動(dòng)操作，可以有效克服手動(dòng)操作存在的諸多阻礙，提高礦山井下風(fēng)門控制的安全性與可靠性。象工作人員可以將自動(dòng)化技術(shù)與紅外線傳感器相結(jié)合，對(duì)進(jìn)出礦山井下風(fēng)門的車輛、人員進(jìn)行檢測(cè)，利用自動(dòng)化系統(tǒng)控制風(fēng)門的開(kāi)啟和閉合。

為了降低礦山井下風(fēng)門內(nèi)外兩側(cè)的壓力差，可以將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中。首先在風(fēng)門上設(shè)置一扇小窗，然后將風(fēng)門開(kāi)關(guān)程序與自動(dòng)化系統(tǒng)相連，工作人員想要開(kāi)啟井下風(fēng)門時(shí)，可以先將小窗打開(kāi)，降低風(fēng)門內(nèi)外兩側(cè)的壓力，再利用自動(dòng)化系統(tǒng)代替人工操作，如此便可以用較小的力打開(kāi)風(fēng)門，不僅降低了力量輸出，還能避免井下風(fēng)門出現(xiàn)損壞。象基于自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)出來(lái)的氣缸傳動(dòng)設(shè)置，該設(shè)置利用氣缸傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力帶動(dòng)風(fēng)門，能夠有效節(jié)約人力與物力，提高風(fēng)門開(kāi)啟與閉合操作的安全性。

2.2 將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山監(jiān)控設(shè)備

礦山工作伴隨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，為了提高礦山作業(yè)的安全程度，相關(guān)人員可以將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山機(jī)電控制工作中，在礦山所有作業(yè)環(huán)境中安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)防安全事故發(fā)生。一般采用礦山機(jī)電自動(dòng)化集控技術(shù)對(duì)礦山井下工作進(jìn)行監(jiān)控，相關(guān)人員可以進(jìn)口國(guó)外成熟設(shè)備，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建符合我國(guó)實(shí)際工作環(huán)境的機(jī)電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，提高礦山工作環(huán)境的安全性。

礦山井下作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜，傳統(tǒng)的監(jiān)控管理模式無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制工作中可以發(fā)揮極大作用，基于自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建的礦山自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)井下環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，有利于保障井下工作人員的人身安全。礦山自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)包括了自動(dòng)化技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、無(wú)線通信技術(shù)，能夠提高礦山井下傳輸信息的準(zhǔn)確性，幫助井上工作人員掌握井下的工作情況，科學(xué)控制礦山作業(yè)進(jìn)度。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

過(guò)去使用的礦井提升機(jī)的主要控制元件是繼電器，礦井提升機(jī)安裝在地面上，圖1是目前礦上常用的礦井提升機(jī)示意圖。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)，利用可編程控制技術(shù)（PLC）對(duì)繼電器進(jìn)行改良，可以全面優(yōu)化提升機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方式，有利于提升礦井提升機(jī)的安全性與穩(wěn)定性，提高提升機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量與工作質(zhì)量。

礦井提升機(jī)主要由制動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、觀測(cè)和操作系統(tǒng)、安全和控制系統(tǒng)組成，利用自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)以及安全控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。由于礦山機(jī)電控制工作對(duì)安全性有較高的要求，所以工作人員在完成礦井提升機(jī)優(yōu)化后，需要對(duì)其使用質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格審查，并做好后期檢修與養(yǎng)護(hù)工作。自動(dòng)化技術(shù)不僅可以提高礦井提升機(jī)的運(yùn)行安全性，還能簡(jiǎn)化操作過(guò)程，提高礦井提升機(jī)的使用效率與礦山機(jī)電控制的工作質(zhì)量。

圖 1 礦井提升機(jī)

2.4 將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山挖掘設(shè)備

礦山井下工作環(huán)境相對(duì)較差，井下煙塵多而氧氣少，如果地下水位超過(guò)正常范圍，會(huì)增加井下作業(yè)難度，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)＜熬鹿ぷ魅藛T的生命安全。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山挖掘工作中，可以優(yōu)化大型挖掘設(shè)備，與人工共同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)綜合作業(yè)，有利于減少工作人員的工作量，在一定程度上降低了礦山井下作業(yè)的危險(xiǎn)程度?；谧詣?dòng)化技術(shù)的電牽引采礦機(jī)在礦山開(kāi)采工作中的應(yīng)用范圍較廣，如果在電牽引采礦機(jī)中布設(shè)自動(dòng)控制程序，則可以大幅度提升該設(shè)備的牽引力。電牽引采礦機(jī)適用于復(fù)雜的礦山工作環(huán)境，利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，可以提高礦山機(jī)電控制質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)普及發(fā)展的背景下，自動(dòng)化技術(shù)成為礦山機(jī)電控制的重要技術(shù)，對(duì)提高礦山機(jī)電控制質(zhì)量、提升礦山機(jī)電設(shè)備使用效率起到了良好促進(jìn)作用，可以有效提高礦山開(kāi)采效率。因此，相關(guān)人員應(yīng)充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，科學(xué)使用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)礦井機(jī)電設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。