煤礦機電自動化技術設計創(chuàng)新分析

金有志　程欣

摘 要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對煤炭需求量也在不斷上升，作為新時代的生產(chǎn)器械，煤礦機電也已經(jīng)融合計算機技術、電子及信息技術等。然而面臨我國人口如此龐大，對煤炭的消耗量也非常大，以目前的生產(chǎn)效率還不足以與發(fā)達國家進行比較。因此，需要在現(xiàn)有的機電技術上增加自動化技術，提高我國煤礦機電設備的生產(chǎn)水平，實現(xiàn)煤炭開采業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文通過對煤炭機電自動化的特點的研究，分析了機電自動化技術的應用措施及發(fā)展。

關鍵詞：煤礦生產(chǎn)；自動化技術；應用

在我們日常的生活中，煤炭是生活所需的主要能源之一，也是我國經(jīng)濟發(fā)展的必要條件。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對煤炭的需求量也在不斷增加，但是我國的煤炭能源生產(chǎn)效率以及質量并不樂觀。在目前我國的煤炭生產(chǎn)業(yè)中，大多都在使用舊設備進行生產(chǎn)，并且在生產(chǎn)區(qū)域方面也沒有形成全面的監(jiān)控系統(tǒng)，直接影響了我國煤炭業(yè)的生產(chǎn)效率，同時也在生產(chǎn)安全上產(chǎn)生隱患。煤炭機電設備貫穿生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，當前科學技術的發(fā)展也非常迅速，機電自動化的技術也趨于成熟，因此，在煤炭開采過程中，一定要更新傳統(tǒng)的生產(chǎn)設備，采用先進的煤礦機電自動化技術，進而從一定程度上增加煤炭生產(chǎn)量，進一步緩解我國煤炭需求與產(chǎn)量之間的矛盾。在煤炭生產(chǎn)行業(yè)當中，機電自動化技術的應用范圍非常廣泛，發(fā)展前景良好。

1 煤礦機電自動化技術相關概述

自動化是融合微電子技術、計算機技術、自動控制技術、信息技術等方面綜合而成的一門學科，具體指機械設備在生產(chǎn)過程中達到去人參與，并能夠進行自動檢測、信息傳輸及處理等，從而達到生產(chǎn)目標。自動化技術在機械上的應用起源于七十年代中期，由國外進行了技術應用，真正進入全面發(fā)展階段是在八十年代，當時微型計算機及微處理技術、信息處理及傳感技術、檢測技術等都得到了迅速的發(fā)展，使煤炭生產(chǎn)設備的性能更加完善，從而開始了煤炭機電自動化的全新發(fā)展時期。在國外的機械設備發(fā)展中，自動化技術為核心的應用已經(jīng)開始全面普及，電子控制系統(tǒng)應用十分廣泛。在國內，機電自動化在煤礦中的廣泛應用是目前煤礦業(yè)的重要發(fā)展目標。

據(jù)筆者總結，煤礦機電自動化具有以下幾個特點：第一、多樣性。煤礦機電自動化產(chǎn)品的配套產(chǎn)品有溫度、壓力、位移等多種傳感器，煤礦機電自動化的多樣性就決定了這些配套傳感器的多樣性，并且在煤礦機電自動化產(chǎn)品中都有廣泛的應用。除此之外，在多系統(tǒng)集成應用過程中對各系統(tǒng)之間有很高的要求，要求其應當具備多種通信接口，以便在出現(xiàn)各種通信協(xié)議時都能夠從容應對。煤礦機電傳感器的應用在一定程度上是相當可靠的。第二、集成化。在煤礦機電自動化的組件當中，核心處理器的組成部分包括：計算機、單片機、可編程控制器、嵌入式計算機，將高精度傳感器作為繼承的有底層設備信息采集和傳輸元件，其通過以人機界面為主的顯示設備將生產(chǎn)空間進行監(jiān)控，以方便技術人員能夠實時監(jiān)控煤礦生產(chǎn)空間的安全性，并充分了解生產(chǎn)動態(tài)。第三、智能化。隨著科學技術的不斷發(fā)展，微處理器的功能也日益強大，其性能的提高直接影響了煤礦機電自動化的選擇性，微處理器功能的提高使煤礦機電自動化信息處理能力不斷增強，處理速度也不斷加快，如數(shù)字交變頻同步電動機使控制系統(tǒng)有所提升，并且實現(xiàn)了電牽引燃煤及的負載控制以及矢量控制。第四、開放化：自動化的發(fā)展推動著各行各業(yè)的改革性發(fā)展，目前我國各行業(yè)都在選擇進行自動化改造，其中，煤礦機電自動化也在進行這改造。在煤礦機電自動化改造過程中，改造產(chǎn)品具有優(yōu)良的中央處理設備，在通信設備上包括多種通信模塊及接口，除此之外還具有良好的可通信聯(lián)網(wǎng)功能，使各系統(tǒng)之間可以通過光纖鏈接進行通信，實現(xiàn)了信息的相互交換及集中控制，也從一定程度上實現(xiàn)了資源的整合。

2 煤礦機電創(chuàng)新應用自動化技術措施

2.1應用于煤礦礦井提升機

煤礦采掘工作作為一項地下工作，主要靠的就是礦井提升機的運輸工作，礦井提升機能夠完成煤礦、有色金屬礦的運輸任務，但是礦井提升機運行速度較快，操作較為復雜，并且由于煤礦重量較大，也容易產(chǎn)生較大的慣性作用，因此在礦井工作中時常出現(xiàn)交替轉換工作的現(xiàn)象。礦井提升系統(tǒng)在運作過程中，也容易受到工作環(huán)境的影響，在工作環(huán)境惡劣的時候，會引起礦井提升系統(tǒng)元件及零件的使用性能遭到影響，使其失去原有的效能，即使系統(tǒng)本身能夠起到一定的自我保護作用，也難在惡劣環(huán)境下進行完全保護。如果在運行過程中，沒有按照規(guī)定的速度進行曲線運行，將會造成提升機失控，發(fā)生一些事故，如過卷或超速，進而威脅井下工作人員的生命安全。隨著當前科學技術的進步，礦井生產(chǎn)現(xiàn)代化要求也在不斷提高，目前迫切需要完善設備的拖動控制系統(tǒng)，并將微電子技術等應用在礦井提升機的控制系統(tǒng)中。通過對設備進行自動化集控技術改造，數(shù)字化智能設備的出現(xiàn)不僅保證了機器設備運行的安全性，還提高了設備的自診能力，將礦井提升機的機構進行了簡化，從而使維修人員更方便的進行安裝和維修。通過對數(shù)字直流提升機的核心部件進行實驗的，研究人員表明實驗效果非常顯著，這一創(chuàng)舉直接提升了煤礦系統(tǒng)的安全性。如通過對煤礦系統(tǒng)添加微處理裝置，就可以進行尋址操作，從而實現(xiàn)準確發(fā)現(xiàn)故障的具體位置，從一定程度上提升了設備之間的交流效果，使整個煤礦系統(tǒng)的自檢功能更加完善。

2.2應用于井下傳送帶

前文中提到進行煤礦運輸工作的主要設備為礦井提升機，礦井提升機的運作是呈縱向，在井下進行橫向煤炭運輸?shù)闹饕O備為帶式運輸機，其功能是通過對帶式運輸機的使用，實現(xiàn)遠距離工作點之間的物料運輸工作，在設備運輸過程中，將驅動裝置與物料載運裝置進行分離，避免發(fā)生撒料、傳送帶打滑等現(xiàn)象發(fā)生，充分保障設備的正常運輸工作。我國自主研發(fā)的全自動帶式運輸機結合CTS軟件的應用，從一定程度上保障了帶式運輸機的連續(xù)運輸能力，并能夠通過智能保障，降低帶式運輸機在運行當中出現(xiàn)故障的幾率。雖然多項技術都能夠使井下帶式運輸機能夠連續(xù)運輸原煤，但井下運輸工作仍具有長時間長距離的特點，導致其驅動點在一定程度上仍存在不穩(wěn)定性，從而成為了一項安全隱患，影響整體設備的可靠性。因此，井下運輸設備還有待進一步的研究與完善。

2.3應用于電牽引采煤機和礦井監(jiān)控及安全生產(chǎn)

采煤機在煤礦開采過程中處于重要地位，其設備主要集中機械、電氣和液壓為一體，設備系統(tǒng)較為復雜，如果在設備使用過程中出現(xiàn)故障，將影響整個煤礦工作的進行，對煤礦企業(yè)造成嚴重的損失。通過將電牽引技術應用到采煤機中，使其能夠通過自帶電輔助采煤機增加牽引力，并從一定程度上保障設備使用的穩(wěn)定性，減少故障發(fā)生。在電牽引技術應用之前，只需對采煤機的電控系統(tǒng)進行參數(shù)設置，就可保證采煤機運行的性能。

由于煤礦采掘行業(yè)屬于危險系數(shù)較高的行業(yè)，因此在煤礦采掘過程中要進行全方位的實時監(jiān)控，使生產(chǎn)過程能夠通過監(jiān)控設備集中展現(xiàn)?，F(xiàn)代化礦井建立了井下人員跟蹤定位、電網(wǎng)監(jiān)控等系統(tǒng)，形成了完善的井下全方位監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控內容遍布礦井生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，如地面壓風系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)等。近年來，隨著煤礦采掘安全事故頻發(fā)，對我國的人口和經(jīng)濟都造成了巨大損失，自動化監(jiān)控系統(tǒng)從一定程度上避免了災害的發(fā)生，經(jīng)筆者總結，其功能主要有以下幾點：第一、技術人員可以將井下人員在坑道的實時動態(tài)通過結合實際地理情況制作相關軟件，以方便對現(xiàn)場進行調度。第二、通過通信技術的應用可以實時檢測井下情況。第三、在進行工程搶險時，人員跟蹤定位系統(tǒng)可以對井下工作人員進行具體定位，進而提升搶險效率。第四、方便對井下工作人員進行定位考勤，便于人事管理。第五、如井下工作如有不測，可以根據(jù)電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及人員定位系統(tǒng)確定遇難人員身份。

總而言之，煤礦機電自動化的應用，不僅提高了煤礦采掘工作的效率，還從一定程度上增加了井下工作的安全性，并且提高了機器的利用率，降低了人工成本。隨著科學技術的發(fā)展，煤礦機電中的自動化應用將有良好的發(fā)展前景，應用空間極其廣泛，為了自動化能夠在保證生產(chǎn)效率的同時達到安全生產(chǎn)的目標，作為新時代的我們，應當為此做出不懈的努力，對高新技術產(chǎn)業(yè)應當加大投資力度，進而實現(xiàn)煤礦產(chǎn)業(yè)的高效率發(fā)展。

參考文獻：

[1] 成洪江. 淺談煤礦機電使用及機電環(huán)境污染的防治對策[J]. 科協(xié)論壇（下半月）. 2007（10）.

[2] 陸萬富. 做好煤礦機電運輸工作的途徑與方法[J]. 淮北職業(yè)技術學院學報. 2008（03）.