采礦設備自動化的應用研究

董吉成

摘 要：近些年來，由于全球經(jīng)濟一體化趨勢的不斷增強，隨著一些先進礦山設備的引進及國內(nèi)針對采礦設備的不斷研究與創(chuàng)新，一大批新型的自動化采礦設備得到了推廣和應用，不僅在很大程度上提高了煤礦的生產(chǎn)效率和煤炭質(zhì)量，而且節(jié)約了大量的能源和人力資源。因此，提高采礦設備的自動化程度對于提高我國煤炭產(chǎn)量、促進我國經(jīng)濟發(fā)展方面有著重要的意義。

關鍵詞：采礦設備；自動化；信息化

隨著我國高產(chǎn)高效工作面的逐漸增多，煤礦各個工序?qū)υO備的要求不斷提高，以往以人工為主的簡單控制難以滿足日益復雜的控制要求。控制技術經(jīng)歷了開關量控制、模擬控制、和數(shù)字化控制三個階段，而數(shù)字化控制在提升機、膠帶輸送機、電控系統(tǒng)中獲得了成功的應用，而且具有精確的信息監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集及處理，是當前控制技術的主要方向。因此，可以看出自動化是采礦設備一個很重要的發(fā)展方向，對于煤炭企業(yè)的生產(chǎn)及管理也有著至關重要的意義。

一、采礦設備自動化的實際應用

（一）提升機電控系統(tǒng)

提升機在煤炭礦井的生產(chǎn)中是一項十分重要的設備，煤礦的安全生產(chǎn)和提升機的可靠性、安全性和自動化程度密切相關。提升機的監(jiān)控系統(tǒng)與自動化通過兩種方式連接：（1）該提升系統(tǒng)利用OPC方式連接調(diào)度管理中心的網(wǎng)絡交換機，從而連接到煤礦生產(chǎn)自動化網(wǎng)絡上實現(xiàn)調(diào)度的目的；（2）提升機監(jiān)控系統(tǒng)利用Modbus協(xié)議來實現(xiàn)與煤礦井自動化系統(tǒng)的連接，從而操作人員可以在調(diào)度中心觀測提升機的工作情況，以便更好地了解提升機的工作狀態(tài)，及時維修，保證礦井的正常運行工作。

（二）瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)

瓦斯是煤礦災害發(fā)生的主要因素之一。為了降低事故發(fā)生率，有必要對井下瓦斯?jié)舛冗M行實時的測量。而瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的存在可以較精確地測量出井下瓦斯的濃度，瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)具有以下兩項功能：

（1）該監(jiān)測系統(tǒng)除了能對瓦斯?jié)舛冗M行監(jiān)測外，還具備監(jiān)測位于采煤掘進面處機械設備、水泵等的生產(chǎn)工況參數(shù)以及這些設備的電壓、電流等電力參數(shù)的功能。

（2）瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)可以將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)以列表的形式顯示在大屏幕上，同時為了使工作人員能很直觀地觀測數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的變化趨勢，該系統(tǒng)也可以模擬實時曲線和歷史曲線。

（三）智能化露天設備

隨著微電子技術和衛(wèi)星無線通信技術的飛速發(fā)展，露天礦設備逐步開始向著自動化的方向發(fā)展。首先是車載監(jiān)控，為使用者提供相關的運行和維護的信息，通過無限通信對設備進行實時的監(jiān)控。早期的電鏟儀表及監(jiān)控系統(tǒng)是這方面的工作先驅(qū)。目前，國外生產(chǎn)的露天礦大型穿孔、裝載和運輸設備一般都配有車載監(jiān)控分析系統(tǒng)。第二，GPS定位系統(tǒng)，通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)科學的微型定位。現(xiàn)階段，定位精度有了大的提升，可達lm以內(nèi)，還有精度達到厘米級的高精度系統(tǒng)。第三，礦山調(diào)度系統(tǒng)，全面提供實時數(shù)據(jù)和前期生產(chǎn)數(shù)據(jù)。另外，如果將礦山調(diào)度系統(tǒng)與衛(wèi)星定位主系統(tǒng)連接，進行實時的設備監(jiān)控。

（四）鏟運機技術

自動化技術在鏟運機的設計中也得到了廣泛的應用。比如遙控鏟運機技術及借助控制導線實現(xiàn)鏟運機的運行控制技術。此種控制技術的原理是利用埋設在運輸?shù)缆飞系目刂茖Ь€測定鏟運機的行駛位置和速度，通過將取得的數(shù)據(jù)與計算機里面的設定數(shù)據(jù)進行比較，然后將相應指令通過無線電發(fā)送給鏟運機，操作人員通過視頻監(jiān)控器監(jiān)控鏟運機作業(yè)狀態(tài)。還可以在鏟運機上裝有攝像機和接收裝置，鏟運機在攝像機的引導下沿著巷道頂板和邊幫上的白色條帶運行，自動完成行使工作。裝載和卸載則由操作人員在控制室內(nèi)進行遙控作業(yè)。

二、煤礦設備自動化的主要意義

（一）提高煤炭生產(chǎn)率和煤炭質(zhì)量

煤礦設備的自動化能使信息的檢測、數(shù)據(jù)采集及處理更為精確，所采取的控制策略更為優(yōu)化，這使得工作人員可以讓設備在較好的狀態(tài)下運行，從而提高設備的運行效率，達到提高煤炭生產(chǎn)率和煤炭質(zhì)量的目的。

（二）提高生產(chǎn)設備的可靠性和生產(chǎn)過程的安全性

由于煤炭產(chǎn)業(yè)自身的特點，作業(yè)環(huán)境復雜，生產(chǎn)連續(xù)性，高危險性等，煤礦生產(chǎn)設備的安全性和可靠性具有非常重要的意義?，F(xiàn)代自動化裝備的硬件系統(tǒng)采用高度集成化的電子器件、專用集成芯片及計算機，大大提高了硬件的可靠性。而且軟件的靈活性允許在系統(tǒng)中設置各種控制、故障監(jiān)測和診斷程序，形成一個完善的自動化系統(tǒng)，其控制功能與狀態(tài)監(jiān)測、故障保護功能緊密結合，從而保證了自動化系統(tǒng)的高度可靠性，實行離機操作，對煤礦的安全生產(chǎn)具有特殊的意義。

（三）在保證生產(chǎn)的前提下節(jié)約能源、節(jié)省勞動力資源

合理的自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)設備的軟啟動、平滑調(diào)速、恒減速制動等，從而可以達到降低設備的機、電應力，優(yōu)化運行狀態(tài)和周期及減少運行損耗的目的。同時，采用大量的節(jié)能型機電裝置，如高效電動機、高效風機等設備，可以達到節(jié)能的目的，取得較好的經(jīng)濟效益。

三、結語

自動化是采礦設備的一個發(fā)展趨勢，文章通過論述分析主要采礦設備的自動化應用現(xiàn)狀及發(fā)展方向、主要意義，說明采礦設備的自動化技術在提高煤炭生產(chǎn)率、增加安全性、降低成本等方面有著重要作用，特別是對于高危作業(yè)具有更大的優(yōu)越性。因此，對于采礦技術的深入研究，提高采礦設備的自動化程度在提高我國能源產(chǎn)量、促進我國經(jīng)濟發(fā)展方面有著重要的意義。

參考文獻：

[1]楊金波，谷裕.煤礦自動化設備的技術的應用及其意義[J].甘肅科技，2005，21（3）：131-132.