礦山機電運輸系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究

陳瑞澤

（陜煤集團神木張家峁礦業(yè)公司，陜西 榆林 719306）

礦山機電事故的頻繁發(fā)生作為影響煤礦安全生產(chǎn)和發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，不僅對工作人員的人身安全造成了嚴重影響，所以礦山企業(yè)必須采取積極有效的措施加強礦山機電管理工作的力度，才能確保礦山企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。

1 礦山機電設(shè)備管理的意義

隨著我國社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，在礦山生產(chǎn)當中，各種機電設(shè)備被應(yīng)用到生產(chǎn)作業(yè)中來，機電設(shè)備的使用提高了礦山生產(chǎn)的效率，能夠幫助工作人員做一些重復(fù)性工作。機電設(shè)備的使用還能夠減少因工作人員的疏忽而產(chǎn)生的一些問題，提高了礦山生產(chǎn)過程當中的安全性[1]。而隨著機電設(shè)備的不斷發(fā)展，使用數(shù)量的不斷增加，如果不對其進行科學(xué)合理的管理，便極易造成一定的損失，不利于提高礦山生產(chǎn)的效率。隨著機電設(shè)備使用規(guī)模的逐漸擴大，大部分的礦山企業(yè)將機電設(shè)備視作礦山生產(chǎn)的重要輔助機器，其與礦山生產(chǎn)的質(zhì)量密切相關(guān)。機電設(shè)備的應(yīng)用也使礦山開采工作逐漸走向現(xiàn)代化、自動化，所以做好機電設(shè)備的管理工作至關(guān)重要。機電設(shè)備改變了以往的礦山開采工作方式，有效優(yōu)化了礦山開采的技術(shù)，提高了礦山開采的效率。隨著設(shè)備的不斷更新，其對管理的要求也逐漸提高，為了保障礦山生產(chǎn)的安全性，提升礦山生產(chǎn)的效率，就必須重視機電設(shè)備的管理。如果機電設(shè)備出現(xiàn)了問題，如老、舊、安全設(shè)施不足、保護設(shè)施不全、設(shè)備與配件質(zhì)量不合格、安裝尺寸不相同等，都會造成一定的安全問題，阻礙了礦山生產(chǎn)作業(yè)，不利于礦山企業(yè)的發(fā)展。因此，相關(guān)工作人員必須加大對礦山機電設(shè)備的管理力度，構(gòu)建科學(xué)合理的管理體系，不斷更新管理理念，重視機電設(shè)備零部件的質(zhì)量問題等，從而保障機電設(shè)備的運行安全，確保礦山生產(chǎn)過程中的安全性，提高生產(chǎn)的效率，減少相關(guān)的經(jīng)濟成本。

2 礦山機電運輸系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 設(shè)備陳舊老化以及選型不合理

在中國一些礦山開采單位，機電運輸設(shè)備的使用年限相對較長，設(shè)備自身存在比較嚴重的老化和破損問題，但是工作單位并沒有對其進行有效的維護和保養(yǎng)，進而導(dǎo)致設(shè)備處于帶病運行的狀態(tài)。在礦山開采工作中，相關(guān)采礦設(shè)備必須要成套配對，一次性資金投入量相對較大。由于很多中小型工作單位無法承擔巨大的經(jīng)濟投入，當設(shè)備需要更新時并沒有及時替換，設(shè)備使用年限較長產(chǎn)生了嚴重的老化現(xiàn)象，進而在機電運輸過程中發(fā)生嚴重的安全事故。除此之外，由于一些礦山設(shè)備在選型方面存在誤差，無法滿足礦山運輸工作的標準要求，一些機電運輸設(shè)備經(jīng)常處于超負荷運行狀態(tài)，隨著時間的不斷延長也會引發(fā)比較嚴重的安全事故。

2.2 缺乏完善的安全管理體系

就當前礦山企業(yè)的實際工作狀況來看，很多企業(yè)只重視生產(chǎn)，從而忽略了機電安全管理工作，企業(yè)內(nèi)部也沒有制定相應(yīng)的安全管理措施，相關(guān)工作人員在工作上沒有可供使用的指導(dǎo)標準，以致出現(xiàn)隨意性管理的現(xiàn)象，使整個企業(yè)的長期經(jīng)營受到影響。在激烈的市場競爭環(huán)境下，企業(yè)為了追求長期且更高的經(jīng)濟效益，往往不愿意在安全管理上投入更多資金，相關(guān)管理人員也沒有較為強烈的安全意識，為了滿足上級需求，保證工作的生產(chǎn)效率，他們在工作過程中只是一味的追求進度和產(chǎn)量，在雙重作用下，無論是企業(yè)的相關(guān)配套設(shè)施，還是輔助管理的環(huán)境，都存在很大缺陷，使得整個企業(yè)存在各種生產(chǎn)安全隱患。在這樣的發(fā)展過程中，安全管理工作成為形式流程，盡管有少部分企業(yè)建立了相應(yīng)的安全管理標準，但也很少按照其標準內(nèi)容執(zhí)行工作，員工的生產(chǎn)行為不能夠被及時規(guī)范，各種安全隱患依舊滋生潛藏。

2.3 機電設(shè)備安全檢修與維護不到位

機電設(shè)備是礦山企業(yè)安全運營不可或缺的重要元素，其安全管理理應(yīng)得到重視。但是，機電設(shè)備安全檢修與維護問題值得關(guān)注，檢修不及時、維護不到位等均可能導(dǎo)致機電設(shè)備安全運營風(fēng)險的產(chǎn)生，不利于安全生產(chǎn)。缺乏一定的檢修計劃、機電設(shè)備檢修儀器老舊、設(shè)備檢修資金投入不高、檢修與維護人員的素質(zhì)有待提升等，都成為了阻礙機電檢修與維護工作開展的重要障礙。要想確保機電設(shè)備安全運轉(zhuǎn)，要注重機電設(shè)備的采購，同樣也要注重檢修與維護工作，增強其設(shè)備性能。

3 礦山機電運輸系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

3.1 在窄軌機車運輸中交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

如今，在礦山運輸系統(tǒng)中，窄軌機車也得到了廣泛的應(yīng)用，其主要依靠直流電動機作為牽引動力源，借助恒定的直流電源進行供電，以此來確保機車操作平穩(wěn)。在起動、制動和調(diào)速等環(huán)節(jié)中，需要選擇串接電阻給予控制，但是其會造成電能資源的浪費，且會對設(shè)備造成不同程度的損害。而交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠使上述問題得到有效解決，既可以輕松實現(xiàn)無級調(diào)速、平穩(wěn)起動和再生制動，而且能源消耗大大降低。實際上，交流變頻調(diào)速窄軌電機車，不僅摒棄了以往陳舊的電阻調(diào)速器和直流電動機，而且采用了節(jié)電顯著的DSP系列變頻調(diào)速器和性能可靠的三相永磁同步交流牽引電動機。變頻調(diào)速技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平，其三相永磁同步交流牽引電動機超過直流電機的起動轉(zhuǎn)矩，既符合了低速時電機車的最大起動牽引力要求，而且具有十分優(yōu)越的性能，可以有效提高窄軌機車運輸效率。在窄軌機車運輸過程中，交流變頻調(diào)速技術(shù)的創(chuàng)新點如下：①直流架線調(diào)速電機車采用了以往的直流電動機；②斬波調(diào)速是通過無觸頭總的IGBT開斷，實現(xiàn)電機端電壓改變來實現(xiàn)調(diào)速功能。其中的變頻調(diào)速器選擇了國際最先進的DSP變頻調(diào)速技術(shù)，選擇了進口IGBT模塊元件和進口原裝全套控制電路，達到了比較理想的節(jié)能效果。電機車啟動平穩(wěn)、降低能耗、無極調(diào)速。對變頻器設(shè)有過流、過負荷、過壓、欠壓和接地保護。對電機設(shè)有過熱、過流、短路、斷相、失壓等保護，同時也降低了電機車的維修成本。

3.2 采用信息自動化技術(shù)

為了促進礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)應(yīng)用效果的有效提升，礦山企業(yè)應(yīng)該從以下幾方面著手，推動安全監(jiān)控與通信技術(shù)的研究工作。首先，礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的發(fā)展。大力推動礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的發(fā)展，不僅有助于企業(yè)機電運輸成本的降低，而且隨著企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)控體系的日趨完善，煤礦企業(yè)的市場競爭力也隨之進一步增強。其次，構(gòu)建礦山一體化通信體系。為了促進礦山企業(yè)安全生產(chǎn)水平和能力的有效提升，礦山企業(yè)應(yīng)該在充分重視礦山生產(chǎn)調(diào)度的基礎(chǔ)上，將語言通信、視頻通信等融合在一起，構(gòu)建一體化通信技術(shù)，為礦山井下機電運輸?shù)陌踩樌M行提供全方位的支持。最后，井下生命探測技術(shù)的推廣和應(yīng)用。尤其是在發(fā)生災(zāi)難事故后，工作人員應(yīng)該合理利用井下生命探測技術(shù)，了解和掌握井下工作人員的生存情況，準確的判斷井下人員的準確位置。根據(jù)井下實際情況制定科學(xué)合理的井下人員營救工作，充分發(fā)揮礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)的優(yōu)勢，最大限度的降低井下運輸事故發(fā)生后造成的損失。

3.3 應(yīng)用新技術(shù)，引進新設(shè)備

為了提高礦山機電設(shè)備的管理效率，就必須應(yīng)用新的管理技術(shù)，引進新的工藝設(shè)備，應(yīng)用更加先進的管理理念、工藝流程，使工作人員能夠更加科學(xué)合理地控制生產(chǎn)作業(yè)的各個方面，充分了解事故發(fā)生的原因，從而提高機電設(shè)備的應(yīng)用效率，提高管理工作的效率，使礦山生產(chǎn)逐漸走向現(xiàn)代化。管理工作人員要對機電設(shè)備管理工作給予高度重視，重點檢查一些易出現(xiàn)故障的部分，對一些老舊的機電設(shè)備及時更換零部件，做好機電設(shè)備的維修保養(yǎng)工作。除此之外，相關(guān)工作人員必須保障機電設(shè)備的質(zhì)量，禁止偽劣的設(shè)備用于開采工作當中，從根本上杜絕事故發(fā)生。

3.4 做好機電設(shè)備日常的檢修與維護

從宏觀角度來看，要加大對檢修與維護的資金投入，要及時更新檢修設(shè)備，運用最先進的檢測儀器對機電設(shè)備進行檢修、維護，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，要加緊解決。舊的設(shè)備檢測儀器在工作中可能出現(xiàn)故障，難以發(fā)現(xiàn)機電設(shè)備的運轉(zhuǎn)中的問題，繼而會延誤礦山作業(yè)，加大安全隱患；而新的檢測儀則很好規(guī)避了這一問題，能為設(shè)備運轉(zhuǎn)提供更好的性能。從微觀角度來說，便是要做好設(shè)備維修的細節(jié)工作。礦山機電設(shè)備種類較多，檢修與維護工作難度較高，機電設(shè)備管理者應(yīng)做好檢修與維護計劃，根據(jù)機電設(shè)備類型和檢修的主要內(nèi)容，分配相應(yīng)的工人進行檢修維護，確保檢修維護及時、到位、高效。此外，要特別重視對風(fēng)電、瓦斯電閉鎖功能的檢測，這是整個檢修與維護工作的重中之重。風(fēng)電設(shè)備、瓦斯電閉鎖設(shè)備的檢測要能夠根據(jù)檢測方式做出相應(yīng)的設(shè)備性能判斷，并采取針對性維修與防護策略。

3.5 PLC技術(shù)對運膠帶機的改造應(yīng)用

隨著電液一體化的技術(shù)逐漸成熟，其已經(jīng)開始應(yīng)用到礦山機電設(shè)備的控制系統(tǒng)中。KZP系列盤式裝置是主要的系統(tǒng)控制裝置，且被分為三個部分:它主要由液壓站、電子控制裝置以及制動裝置組成。在所有受控設(shè)備中，制動設(shè)備主要是利用制動襯塊和制動盤之間的摩擦力來產(chǎn)生一定有效的制動扭矩，然后再進一步調(diào)節(jié)液壓站來對制動力進行改變。在設(shè)備正常運行期間，若系統(tǒng)中的機油壓力達到最大值時，前進壓力就會變?yōu)?，制動器就會處于放松的制動狀態(tài)，并且制動襯塊和制動盤之間存在一定距離。此外，電動液壓控制系統(tǒng)會自動的發(fā)布指令，設(shè)備就根據(jù)指令來自動降低油壓，從而實現(xiàn)機電設(shè)備的自動化制動控制。

3.6 建立機車運輸安全防護系統(tǒng)

經(jīng)過深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國大多數(shù)礦井機電運輸都是通過電機車實現(xiàn)的，所以切實做好電機車運行過程中安全事故的防范工作，才能確保煤礦井下機電運輸工作的安全順利進行。為了確保電機車的安全運行，礦山企業(yè)必須根據(jù)礦山機電運輸?shù)奶攸c和要求，建立由自動化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、射頻通信技術(shù)等先進技術(shù)融為一體的電機車安全防護系統(tǒng)，才能在準確顯示煤礦井下運輸環(huán)節(jié)電機車運行狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，提高電機車運行軌跡控制的水平，一旦電機車在運行過程中發(fā)生故障，系統(tǒng)就會立即發(fā)出報警信息，然后自動接管電機車的控制權(quán)限，確保電機車的安全運行不受影響。

4 結(jié)語

綜上所述，機電運輸所產(chǎn)生的安全影響重大，運輸機電系統(tǒng)的創(chuàng)新與研究工作的前提也應(yīng)該是安全?，F(xiàn)階段一些機電運輸系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足礦山開采的需要，制約了礦山運輸工作的發(fā)展，因此更應(yīng)該將強對于機電運輸系統(tǒng)的研究與創(chuàng)新工作，在保證安全的同時提高機電運輸系統(tǒng)的效率。