煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)趙莊二號(hào)井 山西 048000）

自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)先進(jìn)的PLC編程方法來(lái)快速、準(zhǔn)確的傳輸具體信息，進(jìn)而合理的控制機(jī)電設(shè)備的正常使用。目前，自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的非常普遍，并且已經(jīng)取得了非常明顯的使用效果。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)煤礦的時(shí)候，合理的使用自動(dòng)化技術(shù)在一定程度上可以提高采煤質(zhì)量和采煤效率，確保煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的可靠性，提高安全系數(shù)，并不斷滿足采煤工作的新技術(shù)和新要求。

1.應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的積極意義

圖1 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

煤礦企業(yè)在采煤過(guò)程中會(huì)受到各種各樣因素的影響。使用自動(dòng)化技術(shù)可以很好的監(jiān)督和管理采煤現(xiàn)場(chǎng)的一些情況，把信息及時(shí)的傳達(dá)給工作人員，然后結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)合理的判斷采煤工作中是否會(huì)發(fā)生異常情況。相比于工作人員的檢查，機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化（圖1）會(huì)有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)，會(huì)大大提高采煤工作的效率和產(chǎn)量。自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程，這樣可以自動(dòng)控制機(jī)電設(shè)備的工作情況，保證機(jī)電設(shè)備能夠正常運(yùn)行，提高運(yùn)行過(guò)程中的可靠性。在生產(chǎn)煤礦的時(shí)候，使用自動(dòng)化技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確的收集和分析所得數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況，會(huì)自動(dòng)采取一系列措施解決問(wèn)題。

2.煤礦機(jī)電設(shè)備概述

(1)煤礦機(jī)電設(shè)備的重要性

煤礦企業(yè)正在全面進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，機(jī)電設(shè)備已經(jīng)在煤礦生產(chǎn)過(guò)程的多個(gè)方面進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。煤礦企業(yè)積極引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備，設(shè)備的類型也在不斷改進(jìn)和升級(jí)。目前，在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，主要還是依靠機(jī)械作業(yè)，可以明顯提升采煤的工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量，還能夠確保煤礦企業(yè)的順利生產(chǎn)，提高生產(chǎn)的技術(shù)和先進(jìn)水平。

(2)煤礦機(jī)電設(shè)備的組成

圖2 機(jī)電設(shè)備傳送機(jī)

煤礦開(kāi)采需要多種系統(tǒng)的合作，機(jī)電設(shè)備主要由采煤機(jī)，電源系統(tǒng)，通風(fēng)設(shè)備和傳送設(shè)備（圖2）組成。采煤機(jī)減少了生產(chǎn)過(guò)程中工人的勞動(dòng)量，采煤工藝逐漸優(yōu)化，提高了工作的效率和工作產(chǎn)量，有效提高了煤礦資源的開(kāi)采率。電源系統(tǒng)主要根據(jù)高壓電源的科學(xué)設(shè)計(jì)，并且積極的適應(yīng)雙電源的電路，以防止礦山的電源在意外情況下中斷。通風(fēng)設(shè)備由主風(fēng)扇，輔助風(fēng)扇和局部風(fēng)扇這三部分組成，他們會(huì)把產(chǎn)生的一些有毒有害氣體合理的排放到指定位置，科學(xué)的稀釋煤礦井下的粉塵濃度，并給地下工作人員提供足夠的空氣。傳輸設(shè)備也在不斷的改進(jìn)和研發(fā)，煤礦企業(yè)有效的進(jìn)行采煤工作，這是非常重要的研發(fā)項(xiàng)目。傳輸機(jī)在煤礦開(kāi)采中起著至關(guān)重要的作用，礦山輸送帶自動(dòng)控制的應(yīng)用是有關(guān)部門(mén)的研究重點(diǎn)。

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

(1)在煤礦升降設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦建設(shè)中，起重設(shè)備主要起到連接地下空間和豎井空間，傳遞人員，物資和設(shè)備的作用。自動(dòng)化技術(shù)在起重設(shè)備電控系統(tǒng)中的應(yīng)用將有助于增強(qiáng)起重設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，實(shí)現(xiàn)起重設(shè)備的精確變頻。不僅可以滿足起重設(shè)備的基本動(dòng)作要求，而且還可以配置實(shí)時(shí)監(jiān)控，故障分析，故障報(bào)警等命令信息，以確保終端人員可以全面監(jiān)控通過(guò)計(jì)算機(jī)界面了解起重設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，并掌握存在的或可能存在的危險(xiǎn)或設(shè)備故障。

(2)在煤礦傳送設(shè)備中的應(yīng)用

輸送機(jī)設(shè)備是將煤炭資源從礦場(chǎng)傳輸?shù)截Q井上方空間的關(guān)鍵設(shè)備，主要由輸送機(jī)和電機(jī)組成。在實(shí)際的煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，雖然傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但卻是最容易發(fā)生故障的煤礦機(jī)電設(shè)備。如果煤礦運(yùn)輸設(shè)備（圖3）出現(xiàn)運(yùn)行中斷和傳送帶漂移的情況，將導(dǎo)致過(guò)多的煤炭泄漏并降低生產(chǎn)效率，在最壞的情況下，將導(dǎo)致煤炭運(yùn)輸阻塞和造成生產(chǎn)活動(dòng)的長(zhǎng)期中斷。自動(dòng)化技術(shù)可以顯著降低煤礦運(yùn)輸設(shè)備故障的可能性。傳輸設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由控制臺(tái)，操作界面，保護(hù)裝置和傳感器組成。當(dāng)傳送帶漂移或失速時(shí)，傳送帶上的光學(xué)傳感器將迅速收集故障狀況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂婆_(tái)終端系統(tǒng)。此時(shí)，控制系統(tǒng)可以將傳送帶的當(dāng)前路徑和總線位置與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較和分析，然后將特定的調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)送回傳送器設(shè)備，驅(qū)動(dòng)設(shè)備可以進(jìn)行調(diào)節(jié)傳送帶的位置。隨著傳感器技術(shù)和PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，輸送設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)還可以分析設(shè)備的溫度和精度，從而提高了輸送設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，保證了輸送設(shè)備的高質(zhì)量。

圖3 煤礦運(yùn)輸設(shè)備

(3)在煤礦開(kāi)采設(shè)備中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的煤礦建設(shè)中，采礦設(shè)備的運(yùn)行水平主要受負(fù)荷量的影響?；诓傻V活動(dòng)的連續(xù)性，采礦設(shè)備必須長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。如果現(xiàn)場(chǎng)人員忽視設(shè)備的管理和控制，則容易發(fā)生過(guò)熱和磨損，這將嚴(yán)重縮短采礦設(shè)備的使用壽命。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用后，終端系統(tǒng)界面可以顯示工作時(shí)間，負(fù)荷水平，礦山設(shè)備內(nèi)部和外部溫度等數(shù)據(jù)，并結(jié)合預(yù)設(shè)的工作閾值進(jìn)行合理的控制。此外，環(huán)境因素也會(huì)導(dǎo)致采礦設(shè)備故障。例如，當(dāng)傳統(tǒng)的采煤機(jī)用于采煤時(shí)，它們通常由于不平坦的地形而進(jìn)入下降狀態(tài)，然后由于能量不平衡而關(guān)閉。使用自動(dòng)化技術(shù)的電動(dòng)牽引剪可以防止此類故障。傳感器從施工環(huán)境中掃描地形信息并將其傳輸?shù)阶詣?dòng)控制系統(tǒng)后，剪切機(jī)的牽引分量將自動(dòng)產(chǎn)生與地形相反的力，從而提高了采煤機(jī)的穩(wěn)定性，確保了有效的利用和推子電源的正常性能。

4.自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用策略

(1)將其應(yīng)用在礦井提升設(shè)備中

煤礦企業(yè)在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，需要用到提升設(shè)備，其發(fā)揮著重要的作用。全部的開(kāi)采設(shè)備和工作人員等都需要利用提升設(shè)備來(lái)完成工作，不斷滿足所有的傳輸工作。以前都是利用起重設(shè)備來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸，不過(guò)工作效率非常低，沒(méi)有較高的精確度，安全性很低，不能滿足煤礦生產(chǎn)工作的一些運(yùn)輸要求。自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)始普遍應(yīng)用，控制系統(tǒng)也較為先進(jìn)，有明顯的利用優(yōu)勢(shì)，不受外界因素的干擾，有極強(qiáng)的響應(yīng)能力，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)輸和控制。煤礦企業(yè)要科學(xué)的應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，這樣在一定程度上可以減少安全事故發(fā)生的次數(shù)，降低運(yùn)行過(guò)程中加減速引起的大作用力。

(2)將其應(yīng)用在實(shí)時(shí)監(jiān)控中

在采煤的時(shí)候，煤礦會(huì)受到不同方面因素的共同影響，而且還會(huì)面臨很多危險(xiǎn)情況。在進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)，專業(yè)技術(shù)人員要時(shí)刻監(jiān)測(cè)煤礦井下瓦斯的含量和濃度，并確定其值，以確保工人在安全的環(huán)境中工作。傳統(tǒng)礦山的監(jiān)測(cè)是在進(jìn)入礦山之前進(jìn)行的，但不能保證環(huán)境在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生改變。要把自動(dòng)化技術(shù)有效的應(yīng)用在實(shí)時(shí)監(jiān)控中，這樣可以隨時(shí)觀察到危險(xiǎn)情況，并及時(shí)采取正確的解決辦法，減少安全事故的發(fā)生。先進(jìn)的信息技術(shù)（例如Internet，數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)以及云計(jì)算）被有效地用于自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)中，以執(zhí)行數(shù)據(jù)分析和管理并為人們提供安全的工作環(huán)境。

(3)將其應(yīng)用在電牽引采煤機(jī)中

電力牽引已逐漸取代煤礦公司中的液壓牽引剪，并取得了顯著成效。它可以實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，靈敏的控制和監(jiān)視狀態(tài)等基本功能，并且易于操作，高度自動(dòng)化和高度可靠。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，電力牽引也得到了一定程度的改進(jìn)。通過(guò)使用傳感器進(jìn)行編程和控制，他們可以在運(yùn)行的時(shí)候不斷收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，合理的檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并有效診斷設(shè)備各個(gè)零部件的工作情況。一旦發(fā)現(xiàn)有任何問(wèn)題，需要第一時(shí)間告訴相關(guān)的專業(yè)人員，然后分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因和類型，再探討一系列解決辦法。另外，專業(yè)人員可以按照設(shè)備的不同工作條件，利用科學(xué)的變頻技術(shù)來(lái)科學(xué)調(diào)整設(shè)備的一些工作參數(shù)，這樣可以保證電源始終處于安全、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，減少工作過(guò)程中的消耗，提升設(shè)備的工作效率。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要討論煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化，描述自動(dòng)化技術(shù)在礦山提升中的安全性，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。煤礦實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用程序可以及時(shí)收集數(shù)據(jù)，以確保安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。在電牽引剪中的應(yīng)用可以減少能耗，提高工作效率。