地下開采礦山中機(jī)電一體化的應(yīng)用

余世春

摘 要：機(jī)電一體化指的是集控制、信息和機(jī)械為一體的一種技術(shù)，目前，已經(jīng)在礦山施工中得到了廣泛的應(yīng)用，基于此本文對(duì)地下開采礦山中機(jī)電一體化應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：地下開采 礦山 機(jī)電一體化 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD942 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0085-01

在地下礦山開采的時(shí)候，改良工藝和技術(shù)創(chuàng)新是保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，使用的開采工藝是否先進(jìn)直接影響了礦井的生產(chǎn)能力，為了保證礦井施工高效、高產(chǎn)的目的，要盡可能使用先進(jìn)的采礦技術(shù)。在工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展下，機(jī)電一體化技術(shù)在礦山開采中得到了廣泛的運(yùn)用，推進(jìn)了企業(yè)快速、高效、安全的發(fā)展。

1 地下開采礦山應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的意義

在地下采礦中應(yīng)用機(jī)電一體化設(shè)備可以提高施工環(huán)境的安全度，降低施工人員的作業(yè)強(qiáng)度，在保證生產(chǎn)安全、降低能耗等方面都有重要意義。通過(guò)利用反饋系統(tǒng)和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，可以根據(jù)反饋的信息控制和條件設(shè)備，保證了設(shè)備在無(wú)人值守的情況下安全運(yùn)行。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體技術(shù)在設(shè)計(jì)方面會(huì)更加人性化，功能方面會(huì)更加完善，精準(zhǔn)度也會(huì)更進(jìn)一步的提升，通過(guò)在礦山開采中使用幾點(diǎn)一體化技術(shù)，不僅加快了礦山企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也積極推動(dòng)了地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。在地下開采中應(yīng)用幾點(diǎn)一體化技術(shù)不僅對(duì)礦山的綜合實(shí)力將進(jìn)行了提高，奠定了干凈、完全、高效的礦山企業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)也提高了礦山企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)電一體化在地下開采礦山中的主要應(yīng)用

在礦區(qū)開采面積逐漸增加，企業(yè)井下戰(zhàn)線的逐逐漸增加，傳統(tǒng)的礦山開采施工效率低、施工人員多、單位生產(chǎn)能力消耗量大的情況已經(jīng)不在符合當(dāng)前礦山企業(yè)的發(fā)展要求，想要持續(xù)不斷的發(fā)展下去，需要對(duì)落后的生產(chǎn)能力進(jìn)行淘汰，對(duì)能耗比較高的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型的目的，同時(shí)，這也是未來(lái)礦山企業(yè)發(fā)展和生存的基本要求。

2.1 機(jī)電一體化在提升機(jī)中的使用

在采礦的過(guò)程中，提升機(jī)是重要的生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)其機(jī)械性能和電氣傳動(dòng)性能的要求的比較高，當(dāng)前礦井提升機(jī)屬于自動(dòng)化水平比較高的一類設(shè)施。當(dāng)前主要使用的提升機(jī)為數(shù)字化交直流提升機(jī)，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)和滾筒融合成一個(gè)整體，極大的簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，使用變頻技術(shù)和PLC技術(shù)間化了設(shè)備的安裝，系統(tǒng)組合便利，抗干擾性能提高，而且使用PLC外端電路和芯片統(tǒng)一控制的方法相互結(jié)合，使PLC系統(tǒng)同時(shí)具有軟件功能和繼電器系統(tǒng)功能，有效的對(duì)提升機(jī)的可靠性進(jìn)行提升，此系統(tǒng)有良好的硬件和軟件保護(hù)環(huán)境，達(dá)到了軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目的，可以在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的情況下對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行隨意調(diào)整，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)差沖擊的情況，運(yùn)行穩(wěn)定，有效的降低了對(duì)機(jī)械造成的沖擊強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的可操作性，可以進(jìn)行手動(dòng)、全自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行，除了可以進(jìn)行常規(guī)保護(hù)，還可以進(jìn)行減速點(diǎn)后備保護(hù)、指示器斷軸保護(hù)、給定方向記憶保護(hù)、錯(cuò)向保護(hù)、減速段超速保護(hù)、二級(jí)制動(dòng)解除保護(hù)，在提升機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，系統(tǒng)可以自動(dòng)監(jiān)控整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，可以對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)以及所有可能會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行的相關(guān)問題進(jìn)行監(jiān)控，具有故障報(bào)警和顯示功能。和原系統(tǒng)相比，維護(hù)工作量和耗電量降低，有良好的節(jié)能效果，電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，編程方便，運(yùn)行穩(wěn)定性良好。

2.2 在監(jiān)控和檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在礦山采礦的過(guò)程中，利用機(jī)電一體化機(jī)械可以達(dá)到自動(dòng)報(bào)警和在線監(jiān)控的功能，其中在線監(jiān)控指的是對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、液壓系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等工作過(guò)程中的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和控制，自動(dòng)報(bào)警指的是在有故障出現(xiàn)的時(shí)候，系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)診斷，并發(fā)出警報(bào)，準(zhǔn)確的指出故障位置，讓工作人員迅速找到故障出現(xiàn)的位置，節(jié)省了維修時(shí)間，降低了維修費(fèi)用，提高了機(jī)械設(shè)備的使用年限。

2.3 機(jī)電一體化在智能泵站中的使用

在礦山生產(chǎn)和建設(shè)的過(guò)程中，礦山排水系統(tǒng)是主要的組成部分，是礦井正常成長(zhǎng)的重要方面，作為排水系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，礦山排水系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)井下排水，保證排水設(shè)備穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。在礦山生產(chǎn)的過(guò)程中，如何及時(shí)找出設(shè)備出現(xiàn)故障是保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ)。當(dāng)前，大部分礦山的智能排水控制系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)原智能系統(tǒng)進(jìn)行改造得到的，系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)端監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)控制和檢測(cè)、數(shù)據(jù)的檢測(cè)和收集三個(gè)方面組成，系統(tǒng)主要利用轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等信號(hào)進(jìn)行反饋和檢測(cè)，利用控制計(jì)算機(jī)分析反饋信號(hào)后，發(fā)出控制水泵的指令，在水位上升時(shí)，DCS柜會(huì)把水位傳感器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)變成可以使計(jì)算機(jī)識(shí)別的信號(hào)，然后傳送到控制計(jì)算機(jī)中，控制計(jì)算機(jī)在對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行辨別后，發(fā)出控制啟動(dòng)柜的相關(guān)指令。在泵運(yùn)行的時(shí)候，溫度傳感器、電流互感器等設(shè)施利用DCS柜轉(zhuǎn)換傳送給控制計(jì)算機(jī)，達(dá)到全程監(jiān)控水泵運(yùn)行工況的目的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水泵出現(xiàn)異常運(yùn)行的情況時(shí)，控制計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)出命令水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)的指令，同時(shí)，會(huì)將備用水泵啟動(dòng)，并做好控制數(shù)據(jù)的記錄工作，此系統(tǒng)通過(guò)使用遠(yuǎn)端安全監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)力環(huán)境設(shè)備和門禁設(shè)備的報(bào)警，第一時(shí)間將現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)的影響資料和報(bào)警信息傳送到網(wǎng)絡(luò)管理中心和中控室，由遠(yuǎn)程操作和中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)進(jìn)行險(xiǎn)情的排除，技術(shù)對(duì)事故進(jìn)行處理，保證泵站在無(wú)人值守的情況下，仍然可以正常的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了泵站智能化操作和現(xiàn)代化管理的。

2.4 機(jī)電一體化在通風(fēng)井中的使用

在地下礦山采礦時(shí)，礦井通風(fēng)是主要是設(shè)備，其運(yùn)行的節(jié)能性，可以有效的降低礦山的是狗狗能耗。在進(jìn)行地下礦山開采時(shí)，隨著開采年份的增加，巷道深度會(huì)逐漸增加，產(chǎn)量也會(huì)逐漸增加，需要的通風(fēng)量也會(huì)逐漸增加，在選擇礦井通風(fēng)機(jī)的時(shí)候，一般是根據(jù)最大開采量需要的風(fēng)量為基礎(chǔ)，會(huì)留有一定的余量，在礦井投入生產(chǎn)后，通風(fēng)機(jī)會(huì)長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行的狀態(tài)。

另外，因?yàn)榈V山井下作業(yè)不均衡，各個(gè)時(shí)間段對(duì)風(fēng)量的需求量也不同，以前在調(diào)節(jié)礦井的風(fēng)量時(shí)，會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)擋板的方法來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，雖然方法比較簡(jiǎn)單，但是經(jīng)濟(jì)性不是很好，為了可以取得良好的節(jié)能效果，可以在主通風(fēng)機(jī)的自動(dòng)變頻系統(tǒng)上使用編程控制器，通過(guò)以編程控制器為核心， 達(dá)到節(jié)能的目的。某礦產(chǎn)公司通過(guò)在風(fēng)井中使用自動(dòng)化變頻系統(tǒng)，不僅提高了主風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且調(diào)節(jié)起來(lái)非常方便，達(dá)到了全自動(dòng)操作的目的，在保證正常供風(fēng)的基礎(chǔ)上，每年可以節(jié)約上百萬(wàn)元的電費(fèi)。

2.5 機(jī)電一體化在膠帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

膠帶輸送機(jī)又叫做帶式傳輸機(jī)，主要是利用運(yùn)輸材料在摩擦驅(qū)動(dòng)的影響下，會(huì)呈現(xiàn)出連貫性的特征進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在使用的過(guò)程中，膠帶傳輸機(jī)主要是有兩個(gè)端點(diǎn)上緊套的比合輸送帶和滾筒構(gòu)成。通過(guò)在膠帶輸送機(jī)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，極大的提升了膠帶輸送機(jī)的技術(shù)水平，在某些程度生促進(jìn)了高速帶、大運(yùn)輸量、大功率、長(zhǎng)距離曲線等帶時(shí)輸送機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和研究。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)作為了當(dāng)前企業(yè)需要重點(diǎn)掌握的一項(xiàng)技術(shù)，已經(jīng)成為了地下礦山開采中的自動(dòng)化基礎(chǔ)，在礦山的挖掘、運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛的推廣和運(yùn)用，提高了我國(guó)礦業(yè)生產(chǎn)的整體能力，為實(shí)現(xiàn)安全、潔凈、高效的礦業(yè)生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 祁小平.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)科技信息，2007（12）.

[2] 章利軍.試論綜合機(jī)械化和機(jī)電一體化在煤礦開采中的應(yīng)用[J].四川建材，2011（1）.endprint