自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用探究

毋曉軍

（陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 719300）

在我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的新常態(tài)下，對(duì)于煤炭資源等各種資源的需求量，也在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)保持較高的數(shù)量狀態(tài)，加大了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)壓力。在上述發(fā)展形勢(shì)下，我國(guó)的煤炭行業(yè)發(fā)展中也不斷有更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用其中來(lái)推動(dòng)煤礦機(jī)電技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，尤其是針對(duì)其中自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，大大提升了煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化水平，以及煤礦生產(chǎn)效率和煤炭開采量，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)煤礦事業(yè)發(fā)展以及工業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

1 煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

基于微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)煤炭行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展新階段，而總結(jié)所用機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)，首先，表現(xiàn)出較高安全可靠性的特點(diǎn)。對(duì)于煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用的傳統(tǒng)人工技術(shù)來(lái)說(shuō)，通過(guò)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的輕微變化并針對(duì)異常情況向工作人員發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員對(duì)異常情況進(jìn)行處理。尤其在目前更為復(fù)雜作業(yè)環(huán)境中存在的較多的危險(xiǎn)因素，以及這些危險(xiǎn)因素表現(xiàn)出難以預(yù)料的特點(diǎn)，需要在合理利用煤礦機(jī)電設(shè)備的同時(shí)，還要做好日常管理工作，尤其是通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)滿足安全生產(chǎn)要求。

其次，是表現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)。在目前智能化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中的同時(shí)，煤礦機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也表現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)，通過(guò)此技術(shù)可以自動(dòng)化處理煤礦生產(chǎn)中的工作數(shù)據(jù)，保證機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)，在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，也降低了機(jī)電設(shè)備的維護(hù)成本，為機(jī)電設(shè)備運(yùn)行以及作業(yè)人員創(chuàng)造一個(gè)安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。

最后，是表現(xiàn)出開放性的特點(diǎn)。在目前煤礦機(jī)電設(shè)備中不斷有更多機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中的同時(shí)，也在提升機(jī)電設(shè)備的智能化水平，有利于工作人員對(duì)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，推動(dòng)煤礦機(jī)電技術(shù)的發(fā)展。尤其是在煤礦機(jī)電設(shè)備中通過(guò)通訊技術(shù)的應(yīng)用，提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的靈活性和操作的便捷性，并且實(shí)現(xiàn)將機(jī)械設(shè)備的有效連接，簡(jiǎn)化操作過(guò)程，工作人員也可以對(duì)設(shè)備發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行共享，表現(xiàn)出此技術(shù)的開放性特點(diǎn)。

2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的必要性

在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，首先，可以實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)效率的提升。這主要由于在煤礦機(jī)電設(shè)備中融入機(jī)械、數(shù)字、電力和計(jì)算機(jī)等眾多自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在煤礦生產(chǎn)中表現(xiàn)出較高應(yīng)用價(jià)值的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)運(yùn)行信息的快速和準(zhǔn)確處理，實(shí)現(xiàn)工作人員勞動(dòng)量的減少以及工作誤差的降低，有利于提升煤礦產(chǎn)品的質(zhì)量與合格率。此外，也可以通過(guò)此技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的及時(shí)調(diào)整，保證其滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。

其次，是有利于實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)的提升。自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用主要可以起到預(yù)警、報(bào)警以及緊急暫停的作用，尤其是針對(duì)具有較高危險(xiǎn)系數(shù)的煤礦井下生產(chǎn)任務(wù)來(lái)說(shuō)，在此任務(wù)開展過(guò)程中存在較多的危險(xiǎn)因素威脅作業(yè)人員以及機(jī)電設(shè)備的安全，在目前對(duì)煤礦安全生產(chǎn)要求不斷提高的同時(shí)，需要做好機(jī)電設(shè)備的日常運(yùn)行維護(hù)工作，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)降低生產(chǎn)成本和人工成本，降低人工作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)，提升煤礦生產(chǎn)安全性。

再次，是可以實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)成本的降低。目前，煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)電設(shè)備通常具有較小的體積和重量，在使用中也表現(xiàn)出具有較高運(yùn)行速度和較低能耗的特點(diǎn)，不僅可以在比較復(fù)雜和惡劣的作業(yè)環(huán)境中表現(xiàn)出較高適應(yīng)性的特點(diǎn)，而且可以在重復(fù)性勞動(dòng)以及具有較高危險(xiǎn)性的勞動(dòng)中代替人工勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全事故概率的降低，減少了事故所造成的損失。也會(huì)由于設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的提高以及設(shè)備檢修次數(shù)和費(fèi)用的減少，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)費(fèi)用的降低。還由于應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)電設(shè)備具有較高的性能和較快的處理速度，也實(shí)現(xiàn)了煤炭開采量的提升，進(jìn)而提升煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

最后，是便于對(duì)機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行有效處理。在煤礦機(jī)電設(shè)備中，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)事前設(shè)置運(yùn)行參數(shù)上限預(yù)警的方式，在參數(shù)異?；蛘叱霈F(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)傳感器的應(yīng)用將信號(hào)向監(jiān)控人員傳輸，提醒工作人員關(guān)注異?，F(xiàn)象或者及時(shí)處理故障現(xiàn)象，甚至可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其中部分參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，及時(shí)控制故障范圍，盡量減少故障所造成的危害。

3 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 在煤礦提升設(shè)備中的應(yīng)用

針對(duì)煤礦生產(chǎn)中最常用的煤礦提升設(shè)備這類基礎(chǔ)設(shè)施，在煤礦生產(chǎn)中主要起到對(duì)煤炭和煤矸石進(jìn)行運(yùn)輸以及對(duì)工作人員和各種物料進(jìn)行下放的作用，還可以對(duì)生產(chǎn)中所需要的各種設(shè)備進(jìn)行傳送。在煤礦生產(chǎn)中，需要確保此類提升設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)保證煤礦生產(chǎn)的有序開展，但是，在此類設(shè)備每天重復(fù)同樣動(dòng)作的過(guò)程中，也容易增加設(shè)備損耗并表現(xiàn)出具有較高故障概率的特點(diǎn)。針對(duì)數(shù)量較多的提升設(shè)備，通過(guò)人工的方式進(jìn)行此類設(shè)備故障檢測(cè)，也表現(xiàn)出故障概率較大而增加人工檢測(cè)工作量的問(wèn)題。而在上述過(guò)程中，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦提升設(shè)備中，在通過(guò)數(shù)字化控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)此類設(shè)備的系統(tǒng)性操作的同時(shí)，由于其中具有較高西寧的PLC可編程控制其的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式控制，也可以實(shí)現(xiàn)提升設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行效率的提升。在上述分布式控制方式下還可以通過(guò)獨(dú)立控制器的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)主控、調(diào)節(jié)以及制動(dòng)等操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)提升設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。總結(jié)來(lái)說(shuō)，通過(guò)在提升設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的全程自動(dòng)監(jiān)控、調(diào)節(jié)、制動(dòng)和輔助功能，通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述控制功能的同時(shí)，也可以通過(guò)總線通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制、變頻調(diào)節(jié)和通信等功能。

3.2 在煤礦采掘設(shè)備中應(yīng)用

煤礦采掘設(shè)備是決定煤礦生產(chǎn)效率的關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)，也是煤礦生產(chǎn)中危險(xiǎn)性較高的生產(chǎn)設(shè)備，尤其是在惡劣的作業(yè)環(huán)境中，由于諸多安全事故隱患的存在，更是增加了煤礦采掘作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)性。為此，可以在此類設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采掘作業(yè)，減輕作業(yè)人員勞動(dòng)量。比如，通過(guò)電牽引采煤機(jī)的應(yīng)用，表現(xiàn)出比液壓牽引采煤機(jī)更高的作業(yè)效率和自動(dòng)化程度，而且表現(xiàn)出較高的性能穩(wěn)定性。尤其是在具有較高傾角煤層中的采掘作業(yè)中，不僅可以在采煤機(jī)前進(jìn)中提供足夠的動(dòng)力，而且可以在下滑時(shí)通過(guò)發(fā)電的方式進(jìn)行制定，無(wú)須額外使用防滑裝置，有效確保采掘設(shè)備使用中的安全性，提升此類設(shè)備的應(yīng)用范圍。

3.3 在礦井監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

正如前文所述，針對(duì)煤礦生產(chǎn)具有較高危險(xiǎn)性的特點(diǎn)，由于安全隱患存在于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，容易由于管理疏忽或失誤而引發(fā)安全事故。為此，可以在煤礦生產(chǎn)中通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)構(gòu)建礦井監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)整個(gè)過(guò)程以及礦井環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制?；谧詣?dòng)化技術(shù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)在礦井生產(chǎn)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和人員的定位追蹤功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井生產(chǎn)狀況的全方位監(jiān)測(cè)。具體地說(shuō)，就是在監(jiān)管井下礦工畜禽和工作狀態(tài)的工作，還可以全面監(jiān)測(cè)和評(píng)估礦井環(huán)境是否安全并進(jìn)行調(diào)整，而且在事故發(fā)生時(shí)，可以結(jié)合礦井實(shí)際情況采取經(jīng)濟(jì)逃離措施，減少對(duì)作業(yè)人員的危害。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合目前我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中成為目前煤炭行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)，但是，針對(duì)規(guī)模和開采環(huán)境不同的煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也表現(xiàn)出一定的差異性，導(dǎo)致此技術(shù)優(yōu)勢(shì)沒有充分發(fā)揮。為此，在未來(lái)的煤礦生產(chǎn)中，應(yīng)該提高對(duì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重視，將其在提升設(shè)備、采掘設(shè)備等煤礦生產(chǎn)設(shè)備中深入應(yīng)用，同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用此技術(shù)創(chuàng)建礦井監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)保證煤礦生產(chǎn)安全，提升我國(guó)煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。