探討煤礦機(jī)電自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)及其應(yīng)用

李瑞斌

中煤晉中能源化工有限責(zé)任公司 山西晉中 030000

隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，煤礦企業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，并承受著來(lái)自各方的壓力挑戰(zhàn)。為了有效提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理力度，煤礦企業(yè)也在不斷提高自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，提升機(jī)電設(shè)備的先進(jìn)程度，尤其是在信息技術(shù)的應(yīng)用方面，可有效滿(mǎn)足機(jī)電設(shè)備的更高管理要求。

1 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的意義

1.1 保證煤礦生產(chǎn)效率與質(zhì)量

隨著機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備能完成自動(dòng)化信息檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)分析與處理，自動(dòng)化策略更加完善，使煤礦設(shè)備處于最有效的運(yùn)行狀態(tài)，防止設(shè)備在維修時(shí)間和成本上的增加，保證煤礦生產(chǎn)效率[1]。

1.2 提高安全生產(chǎn)水平

煤礦開(kāi)采具有一定的特殊性，其工作環(huán)境相對(duì)較差。在運(yùn)行中，機(jī)電設(shè)備必須具有穩(wěn)定性。同時(shí)，在運(yùn)行前，應(yīng)分析設(shè)備的穩(wěn)定性，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的自動(dòng)化診斷，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，具有完善的糾錯(cuò)能力，確保設(shè)備在安全的環(huán)境中使用。隨著自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備的發(fā)展，許多操作不再需要人工進(jìn)行，節(jié)省了大量的人力，并且使操作人員更加安全。

2 煤炭機(jī)電自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)

2.1 機(jī)電自動(dòng)化

將微電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備技術(shù)相結(jié)合，就形成了機(jī)電自動(dòng)化，它是在科技發(fā)展的條件下產(chǎn)生的自動(dòng)化產(chǎn)品。機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)中存在著各種高科技技術(shù)集成，它不是簡(jiǎn)單地疊加在微電機(jī)和機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，而是不斷地集成、發(fā)展和更新，以進(jìn)一步促進(jìn)煤礦機(jī)電的自動(dòng)化發(fā)展，提高其科學(xué)性。目前，我國(guó)已在煤礦機(jī)電開(kāi)采設(shè)備上安裝了自動(dòng)診斷系統(tǒng)，并安裝了工程監(jiān)控管理系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行管理，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、傳輸和保存，準(zhǔn)備了足夠的信息和依據(jù)來(lái)指導(dǎo)機(jī)械設(shè)備工作人員，使煤礦機(jī)電設(shè)備具有較好的自診斷效果，幫助維護(hù)工作順利進(jìn)行。

2.2 控制計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)

我國(guó)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，這兩項(xiàng)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，有利于提高煤礦生產(chǎn)監(jiān)測(cè)的有效性和安全性。在以前的煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)煤礦生產(chǎn)部門(mén)基本上是隔絕的，每個(gè)部門(mén)只負(fù)責(zé)自己管轄范圍內(nèi)的事情，并上報(bào)最終的生產(chǎn)結(jié)果，也即是說(shuō)，能得到煤礦生產(chǎn)所有數(shù)據(jù)的人只是企業(yè)最高負(fù)責(zé)人，這將使各部門(mén)的生產(chǎn)不協(xié)調(diào)，存在著生產(chǎn)不對(duì)稱(chēng)、浪費(fèi)等現(xiàn)象。煤礦生產(chǎn)是一項(xiàng)大型工程，需投入大量資金，若僅因?yàn)楦鞑块T(mén)的信息不流通，導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，將是非常不經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)象，因此將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)就顯得十分有必要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)施能實(shí)現(xiàn)各部門(mén)信息的流通，以及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的共享，對(duì)可能出現(xiàn)問(wèn)題的任一環(huán)節(jié)進(jìn)行整合修改，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)間的信息傳遞，該技術(shù)對(duì)煤礦企業(yè)具有革命性的意義。

2.3 機(jī)電一體化技術(shù)

隨著煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)電設(shè)備也朝著智能化、柔性化的方向發(fā)展[2]。智能化是指在煤礦機(jī)電一體化生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)先配置的特定程序，及時(shí)檢查煤炭生產(chǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤炭生產(chǎn)的自動(dòng)化管理。柔性化是指在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，工作人員在不借助其他新硬件的情況下，能有效地更改計(jì)算機(jī)操作和設(shè)備操作的參數(shù)和工藝順序。煤礦機(jī)電一體化技術(shù)能有效防止機(jī)械設(shè)備在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生故障，極大地提高煤炭生產(chǎn)效率。

3 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

煤礦提升機(jī)是煤炭開(kāi)采的重要設(shè)備，其控制難度大、重量大、體積大。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)提升滾筒的效果和部分整合，實(shí)現(xiàn)提升驅(qū)動(dòng)。該技術(shù)的應(yīng)用不僅簡(jiǎn)化了礦井提升機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且根據(jù)全數(shù)字化智能設(shè)備提高了提升機(jī)的可靠性。例如，利用微處理技術(shù)可發(fā)現(xiàn)100%的故障，從而提高機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)診斷能力，進(jìn)而為機(jī)電設(shè)備間的通信提供了極大的便利；而且為設(shè)備安裝提供方便的簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)這一能力，為系統(tǒng)的改版和升級(jí)提供了極大的便利。目前，提高礦井監(jiān)控系統(tǒng)安全性的原因是數(shù)字化直流提升機(jī)的研究取得了顯著的成果，并對(duì)相關(guān)核心部件研究了出來(lái)。當(dāng)前，我國(guó)開(kāi)采煤礦的企業(yè)首選的礦井提升機(jī)是我國(guó)自產(chǎn)的直流提升機(jī)。

3.2 在電牽引采煤機(jī)中的應(yīng)用

我國(guó)采煤機(jī)的主要牽引方式是液壓牽引，但液壓牽引的控制效果并不理想，采用電力牽引代替液壓牽引，不但能提高整個(gè)牽引機(jī)的傳動(dòng)效率，而且能更加安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

利用PLC可編程控制器對(duì)整個(gè)采煤機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，能保證對(duì)采煤機(jī)各種性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括對(duì)采煤機(jī)的具體位置、工作電壓電流、牽引力、溫度和速度信息等進(jìn)行綜合分析，以確保采煤機(jī)的工作更符合要求。另外，它還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)和診斷，保證采煤機(jī)的關(guān)鍵電氣部件能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與不足，采取必要的解決方案，變頻調(diào)控技術(shù)還可全面控制和記錄自動(dòng)化設(shè)備的工作情況，并能做出相應(yīng)的調(diào)整，保證牽引機(jī)采礦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)元啟動(dòng)，以及采煤機(jī)保持恒功率運(yùn)行的效果，從而保障設(shè)備更安全可靠。

3.3 在井下傳送帶中的應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)中傳送系統(tǒng)的安全性、可靠性和效率與煤礦的整體生產(chǎn)效益密切相關(guān)[3]。在煤礦生產(chǎn)中，一般使用傳動(dòng)帶來(lái)傳送煤炭，傳送帶不但承擔(dān)著大量的煤炭運(yùn)輸任務(wù)，而且具有長(zhǎng)距離的運(yùn)輸路徑和復(fù)雜的運(yùn)輸環(huán)境條件。因此，在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中很容易發(fā)生故障，隱藏了許多危險(xiǎn)因素。

所以，自動(dòng)化技術(shù)可集中監(jiān)測(cè)與管控位于井上部分的上倉(cāng)傳送帶和手選矸石傳送帶以及末煤傳送帶、電磁除鐵器、傳送帶制動(dòng)器、振動(dòng)篩等運(yùn)輸環(huán)節(jié)以及有關(guān)設(shè)備溫度、煤位等運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)信息，以便當(dāng)有跑偏、打滑等現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤炭作為應(yīng)用最廣泛的化石能源，在社會(huì)生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。隨著生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化，越來(lái)越多的煤礦機(jī)電設(shè)備被應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，但這些機(jī)電設(shè)備大多數(shù)時(shí)候不能很好地滿(mǎn)足煤礦的生產(chǎn)需求。而自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，能提高設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度，解決煤礦生產(chǎn)中的一些典型問(wèn)題，從而保證了煤礦生產(chǎn)的效率及安全。