礦業(yè)采煤中自動化技術(shù)的應(yīng)用探析

田健為

摘? 要：隨著科技水平和產(chǎn)業(yè)水平的快速發(fā)展，我國煤炭工業(yè)為適應(yīng)競爭的需要，正逐步向自動化方向發(fā)展。煤礦人工開采不僅效率低，而且安全系數(shù)低。因此，自動化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，加快了技術(shù)創(chuàng)新的速度，從而提升了整個煤礦產(chǎn)業(yè)鏈。本文將對自動化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)的關(guān)鍵控制進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù);煤礦采煤;應(yīng)用;分析研究

前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的逐漸提高，工業(yè)發(fā)展技術(shù)也得到逐漸地提高和進(jìn)步，自動化的生產(chǎn)技術(shù)得到越來越廣泛地應(yīng)用。特別是煤礦采煤中，為煤礦產(chǎn)業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文針對煤礦企業(yè)中自動化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)探討。

一.自動化技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用

煤礦采煤過程主要涉及煤礦的開采、挖掘以及礦井提升這3個重要環(huán)節(jié)，因此在這3個環(huán)節(jié)中應(yīng)用優(yōu)化自動化技術(shù)可以大幅度地提高生產(chǎn)效率，且切實(shí)可靠地保障相關(guān)人員的生命安全。

1.在采煤環(huán)節(jié)的應(yīng)用

作為煤礦企業(yè)最重要的環(huán)節(jié)，煤礦開采技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用直接影響著煤礦的生產(chǎn)效率。因此，在煤礦開采過程中應(yīng)用自動化技術(shù)，可以有效提高煤礦的有效效率，也可以保證整個煤礦開采過程的安全穩(wěn)定。 該電動牽引采煤機(jī)具有工作性能好、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。因此，它在煤礦開采中得到了廣泛的應(yīng)用。電動牽引采煤機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是在無人駕駛的情況下，可以按照預(yù)先設(shè)定的程序完成相應(yīng)的工作。

2.在煤礦挖掘中的應(yīng)用

采煤工作是開采煤炭資源最根本的基礎(chǔ)，因此采煤對整個煤礦企業(yè)的影響也尤為重要，采煤技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新對后續(xù)工作影響很大。在煤礦開采中使用自動化技術(shù)可以有效提高整個煤礦企業(yè)的開采效率，同時大大提高生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)。 煤礦開采中應(yīng)用最廣泛的自動化技術(shù)是掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)機(jī)操作更安全，采用自動化系統(tǒng)，可有效提高生產(chǎn)效率，縮短工作周期，節(jié)省時間。

3.在礦井提升中的應(yīng)用

礦井提升是指開采煤炭并將其運(yùn)輸?shù)降孛娴倪^程。礦山升級改造過程主要關(guān)系到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和相關(guān)礦工的安全。因此，使用優(yōu)化的自動化技術(shù)可以有效提高生產(chǎn)效率，降低相關(guān)人員的風(fēng)險因素。自動化技術(shù)不僅具有操作方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，而且可以提高生產(chǎn)操作過程中的安全系數(shù)。因此，它也被廣泛應(yīng)用于礦山吊裝。

二.自動化技術(shù)在煤礦采煤中應(yīng)注意的關(guān)鍵點(diǎn)

自動化技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用較為廣泛，但是該如何保證其相關(guān)性能的穩(wěn)定且運(yùn)行正常呢，可從變速器試驗(yàn)臺、驅(qū)動設(shè)備、加載裝置以及分析發(fā)動機(jī)的相關(guān)速度數(shù)據(jù)這4個環(huán)節(jié)來設(shè)定關(guān)鍵控制點(diǎn)，提供煤礦企業(yè)長足有效的發(fā)展。

1.試驗(yàn)臺機(jī)械結(jié)構(gòu)及總體布置

變速器試驗(yàn)臺是一個綜合了機(jī)械、電氣、液壓原理的機(jī)電系統(tǒng)。其具體工作原理是驅(qū)動電機(jī)連續(xù)輸入額定轉(zhuǎn)速和扭矩，以模擬變速器在煤礦采煤工作中的輸入工況。為達(dá)到發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，在驅(qū)動機(jī)后往往要安裝一個升速齒輪箱來解除驅(qū)動電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速的限制。為了更接近礦區(qū)采煤的真實(shí)工況，在變速器輸入端增加一個慣量盤，其旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量與在離合器飛輪和傳動軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量相同。試驗(yàn)臺的末端是加載裝置及其匹配的冷卻系統(tǒng)，它能給變速器施加阻力矩，以模擬設(shè)備采煤時的負(fù)載和道路阻尼。

2.驅(qū)動設(shè)備的選擇

作為操作系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備的連接器，驅(qū)動設(shè)備的主要作用是給實(shí)驗(yàn)變速器輸入試驗(yàn)過程所需的轉(zhuǎn)速和扭矩，其動力主要來源于內(nèi)燃機(jī)或電動機(jī)。內(nèi)燃機(jī)具有操作更加接近實(shí)際的優(yōu)點(diǎn)，但易產(chǎn)生廢氣和噪聲污染，且轉(zhuǎn)速和扭矩不易操作控制。電動機(jī)具有噪音小、占地面積小、啟停方便、無污染、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因此在煤礦傳動系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上得到較為廣泛的應(yīng)用。

3.加載裝置的選擇

加載裝置在整個采煤操作過程的作用主要是為被測變速器施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備是測功機(jī)。測功機(jī)一般用于測試發(fā)動機(jī)的功率，也可作為齒輪箱、減速機(jī)、變速箱試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)載裝置。測功機(jī)主要分為水力測功機(jī)、電渦流測功機(jī)以及電力測功機(jī)。電力測功機(jī)利用電機(jī)測量各種動力機(jī)械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速確定功率。目前采礦企業(yè)主要采用電渦流測功機(jī)，利用渦流產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩來測量機(jī)械轉(zhuǎn)矩。電渦流測功機(jī)主要是由電磁滑差離合器、測力計(jì)和測速發(fā)電機(jī)構(gòu)成，一般用于測量轉(zhuǎn)速上升而轉(zhuǎn)速下降，或轉(zhuǎn)矩變化而轉(zhuǎn)速基本不變的動力機(jī)械。

4.發(fā)動機(jī)速度特性分析

本文選用交流異步電機(jī)作為試驗(yàn)臺架的驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動試驗(yàn)變速器及負(fù)載機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)來建立起自動化采煤系統(tǒng)模型。所選用的驅(qū)動電機(jī)應(yīng)能完全覆蓋被測變速器所匹配采煤設(shè)備發(fā)動機(jī)的全部性能和運(yùn)行工況，同時還應(yīng)具備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)能力。為使最終相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)更為穩(wěn)定和準(zhǔn)確，有關(guān)發(fā)動機(jī)的速度性能要符合要求。

結(jié)語：

自動化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用對煤礦企業(yè)的發(fā)展起到了支撐作用，也是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的關(guān)鍵。雖然自動化技術(shù)在實(shí)際作業(yè)中的應(yīng)用還存在一些問題，但相信隨著科技的不斷創(chuàng)新，機(jī)械自動化技術(shù)會不斷提高，讓煤礦的采煤工作更加優(yōu)化。為有效提高煤炭開采行業(yè)的生產(chǎn)效率，保障人員安全，必須不斷改進(jìn)和創(chuàng)新煤炭開采技術(shù)。自動化技術(shù)的應(yīng)用可以助力煤礦企業(yè)的信息化建設(shè)。因此，要提高自動化技術(shù)水平，不僅要完善相關(guān)工作，還要不斷創(chuàng)新發(fā)展。我們還有很長的路要走。我堅(jiān)信，社會的發(fā)展和進(jìn)步終將讓煤炭行業(yè)更加穩(wěn)定和安全。

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