礦山自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

王大偉 張?jiān)?/p>

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)的發(fā)展也十分迅速，并且已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中。在礦山機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用自動化技術(shù)，不僅提高設(shè)備的運(yùn)行效率，而且降低了勞動力，有效推動了礦山行業(yè)的發(fā)展。本文主要針對自動化技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備控制中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；礦山機(jī)電控制；應(yīng)用分析

引言

我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，促使我國對礦產(chǎn)資源的需求逐漸增加，為了滿足人們對于礦產(chǎn)的需求，我國加大了對礦產(chǎn)資源的開采力度。礦產(chǎn)資源的開采離不開機(jī)器設(shè)備，過去礦山開采使用的機(jī)電設(shè)備效率較低，而且會消耗大量的資源，開采成本較高，這種開采設(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在礦山開采的需求，在新的形勢下，礦山開采對機(jī)電設(shè)備的要求逐漸提高，因此，必須加大對礦山開采機(jī)電設(shè)備的研究力度，實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)電設(shè)備自動化控制。

1礦山中應(yīng)用自動化技術(shù)的意義

隨著我國經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，人們對礦山產(chǎn)出的數(shù)量和質(zhì)量都提出了更高的要求，因此需要提高礦山機(jī)電設(shè)備的自動化程度，這樣才能滿足開采的需求。礦山機(jī)電控制的升級能有效提升礦山的采出量，提高礦山開采的工作效率。自動化在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用能夠簡化操作流程，優(yōu)化控制體系，而且能夠降低勞動力，節(jié)約礦山開采成本。另外，從工作安全方面來說，自動化的應(yīng)用減少了人工操作帶來的失誤，而且能夠保障工作人員的安全。

2自動化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用

2.1在螺桿空壓機(jī)中的應(yīng)用

螺桿式空壓機(jī)具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可靠性，其在逐步取代傳統(tǒng)的空壓機(jī)，是礦山機(jī)電控制中的主要空壓機(jī)。螺桿式空壓機(jī)主要經(jīng)過吸氣、密封和輸送、壓縮、排氣幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時(shí)就會與殼體齒溝相互嚙合，使得空氣從進(jìn)氣口吸入，同時(shí)吸入機(jī)油，齒溝嚙合面在不斷轉(zhuǎn)動的過程中，螺桿式空壓機(jī)將吸入的油氣進(jìn)行密封并輸送至排氣口，在齒溝嚙合間隙逐漸變小的作用下壓縮油氣。當(dāng)齒溝嚙合面轉(zhuǎn)到排氣口時(shí)，被壓縮的油氣會被排出螺桿式空壓機(jī)。若在螺桿式空壓機(jī)中設(shè)置變頻器，就能有效地調(diào)控螺桿的轉(zhuǎn)動速度，從而控制排氣量。當(dāng)排氣量變化時(shí)，可通過變頻器改變螺桿的轉(zhuǎn)動速度，進(jìn)而使螺桿式空壓機(jī)的排氣量恢復(fù)到正常范圍，從而使排氣壓力穩(wěn)定，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2在下運(yùn)膠帶機(jī)中的應(yīng)用

KZP系列盤式可控制裝置是礦山中主要的設(shè)備，其主要是由制動裝置、液壓站、電控系統(tǒng)組成，制動裝置是制動力的主要來源，通過閘瓦和制動盤間相互摩擦產(chǎn)生制動的力矩，再利用液壓站的調(diào)節(jié)作用來改變制動力，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的有效控制。一般設(shè)備正常工作的正壓力為0，系統(tǒng)油壓達(dá)到最大值時(shí)，制動閘處于松閘狀態(tài)，且在閘瓦與制動盤之間存在大約1.3mm的間隔，當(dāng)設(shè)備接收到制動指令時(shí)，電液控制系統(tǒng)會根據(jù)接收的指令對設(shè)備傳達(dá)控制指令，自動減小油壓。KZP系列盤式可控制動裝置能利用電動機(jī)的輸送機(jī)與輸出軸上的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)膠帶的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，然后利用PLC對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。一般PLC測得的數(shù)據(jù)如果大于設(shè)備正常運(yùn)行設(shè)定值，利用PLC控制設(shè)備，使供電電流減小，從而控制制動系統(tǒng)的油壓，使膠帶減速，若PLC測得的數(shù)據(jù)比設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)小時(shí)，PLC會控制設(shè)備增大供電電流，打開閘瓦，使膠帶輸送機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3自動化技術(shù)在風(fēng)門中的應(yīng)用

礦山作業(yè)中井下風(fēng)門的開關(guān)問題是較難解決的，在過去的礦山作業(yè)中，風(fēng)門的開關(guān)都是由人工進(jìn)行控制，具有很大的風(fēng)險(xiǎn)，這也是發(fā)生礦山事故的原因之一，利用人工進(jìn)行控制需要工人具有很高的技術(shù)水平，如果操作不當(dāng)會損壞風(fēng)門，影響礦山工程的順利進(jìn)行。運(yùn)用自動化的技術(shù)，能有效解決風(fēng)門開關(guān)問題，只需用PLC對機(jī)械進(jìn)行控制，就可以開關(guān)風(fēng)門，先后開啟窗口和風(fēng)門，并控制好氣體速率，使其逐漸趨于穩(wěn)定，避免由于內(nèi)外壓強(qiáng)差增大導(dǎo)致事故發(fā)生。自動化技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了開采效率，降低了對工作人員的技術(shù)要求，節(jié)省了人力，保證了礦山開采的順利進(jìn)行。

2.4在礦山提升機(jī)改造中的應(yīng)用

在礦山提升機(jī)的改造工作中，自動化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值比較明顯。從礦山提升機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀而言，利用自動化技術(shù)改造礦山提升機(jī)主要是將原有的操作臺拆卸掉，將新的操作臺安裝好，需要注意的是，在對礦山提升機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，原有的操作臺仍然有用處。此外，應(yīng)安裝能對新舊系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換電站，保證在改造過程中原有系統(tǒng)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在礦山開采作業(yè)中，安全性和穩(wěn)定性十分重要，因此必須在完成礦山提升機(jī)改造工作之前，對新系統(tǒng)進(jìn)行檢測和調(diào)試，并且要安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行安裝，從而保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.5在礦山機(jī)電自動化集控的應(yīng)用

（1）礦山監(jiān)測與監(jiān)控。在對礦井進(jìn)行安全監(jiān)控時(shí)，經(jīng)常會用到礦山機(jī)電自動化集控技術(shù)。當(dāng)前我國的自動化監(jiān)測技術(shù)還不成熟，缺少自主研發(fā)能力，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大差距。但隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，已經(jīng)逐漸形成了一套符合我國礦山企業(yè)實(shí)際情況的機(jī)電自動化監(jiān)控系統(tǒng)；（2）電牽引采礦機(jī)。采礦機(jī)是礦山開采過程中最關(guān)鍵的設(shè)備，電牽引采礦機(jī)具有性能穩(wěn)定、故障發(fā)生率低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，電牽引采礦機(jī)技術(shù)在礦山開采中的應(yīng)用，不僅能實(shí)現(xiàn)了采礦機(jī)下滑制動發(fā)電，而且還為采礦機(jī)提供了較高的牽引力。

3礦山機(jī)電自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

未來我國采礦設(shè)備將會朝著以下兩個(gè)方面發(fā)展，（1）采礦設(shè)備自動化、機(jī)械化、高效化。當(dāng)前在采礦全過程中極少使用機(jī)械化設(shè)備，采礦工藝水平比較低下，嚴(yán)重制約了采礦的效率。所以，應(yīng)該加大研究力度，尤其是對于各種主要采礦設(shè)備和與之配套的輔助機(jī)械等系列的設(shè)備，需要根據(jù)我國采礦技術(shù)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，采取科學(xué)的措施，從而實(shí)現(xiàn)高效化、無軌化、自動化；（2）采礦設(shè)備和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。當(dāng)前社會要求環(huán)境與人和諧發(fā)展，要求將采礦設(shè)備“生態(tài)化”，因此需要借助各種先進(jìn)技術(shù)對設(shè)備的制造資源、制造模式、制造組織以及制造工藝不斷進(jìn)行創(chuàng)新，使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的充分利用率，將能源的消耗降到最低，且不會對環(huán)境造成污染或?qū)h(huán)境污染最小化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益相協(xié)調(diào)。地?zé)嶙鳛橐环N綠色、可再生資源，被世界各國認(rèn)定為維持社會可持續(xù)發(fā)展的新能源，在一些發(fā)達(dá)國家地?zé)豳Y源得到很好的應(yīng)用，開發(fā)地殼熱能資源和對固體廢物資源化處理為采礦設(shè)備拓展了服務(wù)領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科綜合集成的支持下，采礦設(shè)備已經(jīng)逐漸向著智能化、宜人化、數(shù)字化、生態(tài)化方向發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，自動化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用，不僅提高了礦山開采的效率，而且降低了成本，尤其是在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，提高了機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性，提高了設(shè)備的抗干擾能力，大大減輕了勞動力，使機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動化，為礦山的開采工作提供了很大的便利。當(dāng)前，自動化技術(shù)的PLC技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備控制方面得到廣泛的應(yīng)用，相關(guān)人員應(yīng)該加強(qiáng)對該技術(shù)的研究，將其更好的應(yīng)用在礦山開采中。

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