煤礦采煤中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用價(jià)值

劉源波

(山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西 大同037104)

0 引言

煤被譽(yù)為工業(yè)的糧食，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的位置。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，煤礦行業(yè)也得到了很大的發(fā)展，許多自動(dòng)化設(shè)備被應(yīng)用到采煤的過程中，這大大提高了采煤的自動(dòng)化程度，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。近年來，由于能源短缺，市場競爭也越來越激烈，對(duì)于煤礦來說只有利用高新技術(shù)不斷地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本才是煤礦企業(yè)生存的根本。這里主要對(duì)煤礦采煤過程中運(yùn)用的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析，探討自動(dòng)化技術(shù)在采煤過程中的運(yùn)用價(jià)值。

1 煤礦自動(dòng)化技術(shù)

近年來，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化在煤礦中的應(yīng)用也得到了更加廣泛的應(yīng)用，使煤礦信息化和自動(dòng)化程度大大提高。在發(fā)達(dá)國家，煤礦采煤的整個(gè)過程都實(shí)現(xiàn)了完整的自動(dòng)化，挖煤、掘進(jìn)、采煤運(yùn)輸以及供電、排水等輔助設(shè)施均實(shí)現(xiàn)了信息化。礦井在生產(chǎn)過程中都采用了監(jiān)控系統(tǒng)以及保護(hù)系統(tǒng)，這樣，發(fā)達(dá)國家在煤礦機(jī)電一體化方面具有巨大的優(yōu)勢。21 世紀(jì)是信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的自動(dòng)化技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及多功能化的特點(diǎn)。我國作為一個(gè)發(fā)展中國家，煤礦自動(dòng)化技術(shù)近年來也取得了飛速的發(fā)展，并處于不斷完善和發(fā)展的階段。在煤礦企業(yè)中的小環(huán)節(jié)上都很好地體現(xiàn)了機(jī)電一體化的特點(diǎn)，但是，由于我國相關(guān)技術(shù)的落后，煤礦自動(dòng)化技術(shù)和發(fā)展水平與國外相比仍有一定的差距。目前，我國大多數(shù)煤礦企業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)往往是比較簡單的，一般情況下都是獨(dú)立運(yùn)行，這樣就限制了他們之間的網(wǎng)絡(luò)通信和信息共享;另外，還存在著孤立的信息和自動(dòng)化孤島的現(xiàn)象，這樣大大限制了他們的功能。此外，國家的相關(guān)部門以及煤礦企業(yè)對(duì)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)也十分重視，投入也非常巨大，引進(jìn)了很多的自動(dòng)化設(shè)備。因此，煤礦企業(yè)需要在未來建立一套完整統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上可以為煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供更好的服務(wù)，這是未來煤礦行業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和方向。

2 煤礦自動(dòng)化發(fā)展趨勢

近年來，煤礦行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，短時(shí)間內(nèi)取得了巨大的發(fā)展，現(xiàn)將煤礦自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展趨勢總結(jié)如下:

2.1 由過程控制系統(tǒng)向集成總線系統(tǒng)發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，國內(nèi)外煤礦行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展也十分迅速，這不僅包含傳統(tǒng)的單個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，還包括針對(duì)整個(gè)采掘過程以及其他過程的系統(tǒng)自動(dòng)化。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，不僅需要煤礦企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，還需要煤礦企業(yè)相應(yīng)的操作人員具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，以便及時(shí)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行及時(shí)的處理。對(duì)于煤礦行業(yè)來說，自動(dòng)化是建立在設(shè)備自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，它的目的就是為了保證礦井內(nèi)部生產(chǎn)安全上的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化以及數(shù)字化，并且在本地可以形成一個(gè)可以移動(dòng)的、并能遠(yuǎn)程控制設(shè)備的綜合數(shù)字化控制管理系統(tǒng)。系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)要用傳感器對(duì)現(xiàn)場的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，系統(tǒng)將采集到的信息處理后發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的控制，然后依靠網(wǎng)絡(luò)協(xié)作將所有的控制系統(tǒng)連接起來，將各控制系統(tǒng)得到的信息傳遞到地面上的集中監(jiān)控中心，最后利用監(jiān)控管理軟件和監(jiān)控服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井所有工作的集中管理。

2.2 建設(shè)企業(yè)級(jí)的中央級(jí)集成控制系統(tǒng)是一個(gè)必然趨勢

企業(yè)級(jí)的集成控制系統(tǒng)主要包含兩部分，分別是建設(shè)全礦井的自動(dòng)化集中控制中心和企業(yè)級(jí)過程自動(dòng)化集中控制中心。

1)建設(shè)全礦井的自動(dòng)化集成控制中心。為了提高礦井的生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)正常穩(wěn)定的進(jìn)行，將先進(jìn)的以太網(wǎng)技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用在礦井中來建設(shè)礦井集成控制系統(tǒng)是十分必要的。礦井的自動(dòng)化集成控制中心是企業(yè)級(jí)自動(dòng)化集成控制中心成立的基礎(chǔ)。

2)建設(shè)企業(yè)級(jí)的自動(dòng)化集成控制中心。近年來，隨著科技的發(fā)展，煤礦行業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)也在不斷的發(fā)展和進(jìn)步，煤礦企業(yè)中出現(xiàn)了企業(yè)級(jí)的自動(dòng)化集成控制中心，這是煤礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢。實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的過程監(jiān)控是煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展的方向。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展基于礦井級(jí)的自動(dòng)化集成控制中心將會(huì)被弱化，并會(huì)被企業(yè)級(jí)的自動(dòng)化集成控制中心所取代，這是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。在這個(gè)系統(tǒng)中，自動(dòng)化集成控制中心不是僅僅作用于單一的某一個(gè)層面，而是實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)管理層、安全控制層、過程調(diào)度層以及基礎(chǔ)設(shè)備層的集中控制和調(diào)度的系統(tǒng)。這樣大大提高了企業(yè)的自動(dòng)化程度，提高了生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的運(yùn)營成本。

3 煤礦自動(dòng)化的主要價(jià)值和意義

3.1 提高生產(chǎn)設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)的安全性

煤炭行業(yè)比較特殊，它具有環(huán)境復(fù)雜、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、可靠性和安全性要求高等特點(diǎn)。而現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備采用高度集成的電子元器件、專用的芯片以及專用的工控計(jì)算機(jī)等，這些因素都大大提高了自動(dòng)化設(shè)備硬件的可靠性。設(shè)備的軟件比較靈活，可以在系統(tǒng)中設(shè)置各種控制、故障檢測以及診斷程序等形成一個(gè)完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它的組態(tài)檢測、控制功能以及故障保護(hù)功能等緊密結(jié)合，這就保證了整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的高度可靠性。

3.2 提高采煤的效率和采煤的質(zhì)量

通過自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行能極大地提高采煤的自動(dòng)化程度，相對(duì)于傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)來說生產(chǎn)效率將得到很大的提高。另外，由于自動(dòng)化程度的提高，排除了一些人為因素對(duì)采煤質(zhì)量的影響，因此采煤的質(zhì)量也將有一定的提高。

3.3 節(jié)約能源，節(jié)省勞動(dòng)力資源

在采購和使用自動(dòng)化設(shè)備時(shí)要優(yōu)先采用低能耗的機(jī)電裝置，如高效電機(jī)、高效風(fēng)機(jī)等等。另外，在運(yùn)行的過程中也可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能。由于自動(dòng)化系統(tǒng)可以隨著系統(tǒng)的負(fù)荷情況及時(shí)調(diào)整，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行周期，從而大大減少不必要的能量損耗。例如，合理的自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的軟啟動(dòng)、平滑調(diào)速以及恒減速制動(dòng)等，通過這些措施可以大大減輕運(yùn)行過程中電流或者轉(zhuǎn)矩對(duì)設(shè)備的沖擊，減少設(shè)備的故障率和維修時(shí)間，保證設(shè)備的規(guī)定年限內(nèi)正常的工作。

4 結(jié)語

煤礦的采煤過程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它在作業(yè)的過程中自動(dòng)化程度比較高，涉及到了掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸以及供電和排水等眾多方面。煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的搭建是當(dāng)前我國煤礦安全生產(chǎn)的重要技術(shù)保障。因此，這對(duì)目前我國煤礦自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)對(duì)措施和辦法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要依據(jù)所在煤礦生產(chǎn)的實(shí)際對(duì)煤礦中的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)如何應(yīng)用在生產(chǎn)中進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)概括了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值。

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