淺析礦山機(jī)電設(shè)備中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

韓孟

摘 要：近年來，我國市場經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，煤炭需求量逐步上升，煤炭企業(yè)想要滿足市場需求，必須加強(qiáng)安全管理，提高生產(chǎn)效率。在煤礦生產(chǎn)過程中，機(jī)電設(shè)備作為重要組成部分，不僅能夠替代傳統(tǒng)的作業(yè)方式，提高生產(chǎn)效率，而且能夠減少工人的勞動強(qiáng)度，提高崗位操作安全性，在企業(yè)發(fā)展中起到了重要作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，在煤礦機(jī)電設(shè)備中開始廣泛應(yīng)用自動化控制技術(shù)，以此減少崗位人員投入，降低事故的發(fā)生率，為安全和產(chǎn)量方面提供了有力保障。本文簡要介紹了自動化控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了礦山機(jī)電設(shè)備中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電設(shè)備；自動化控制；技術(shù)應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)中，需要使用較多類型的機(jī)電設(shè)備，不同的設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著不同的作用。自動化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅能夠使設(shè)備利用效率得到提高，而且能夠使礦山開采效率大幅提升，同時在安全性與產(chǎn)量方面更有保障。煤礦的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境相對惡劣，生產(chǎn)技術(shù)手段比較繁瑣，只有注重機(jī)電維修養(yǎng)護(hù)，不斷提高操作技能，才能夠確保機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，為煤礦生產(chǎn)的正常運(yùn)行創(chuàng)造有利的條件。

1 煤礦自動化控制技術(shù)的概述

所謂的自動化控制技術(shù)，主要是利用電子技術(shù)對機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工過程進(jìn)行全面監(jiān)控，從而使人力資源的投入大幅減少，自動化技術(shù)涉及自動化控制、電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等多種學(xué)科，各種技術(shù)的交叉疊加起到取長補(bǔ)短的效果。隨著老礦井生產(chǎn)條件的不斷惡化，需要投入越來越多的機(jī)電設(shè)備，從而確保煤礦生產(chǎn)效率得到有效提高，解放人力資源，保障安全生產(chǎn)。自動化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，最明顯優(yōu)勢就是生產(chǎn)效率得到較大提升，煤炭生產(chǎn)量大幅增加。與此同時，在煤礦機(jī)電設(shè)備中，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用也進(jìn)一步提升了煤礦生產(chǎn)的安全性，井下勞動環(huán)境得到明顯改善，并且能夠通過信息化平臺直接受礦調(diào)度室監(jiān)督、指揮和管理。

2 自動化控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1）煤礦一線具有自然條件惡劣、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜以及人機(jī)分布密集等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響了機(jī)電自動化控制系統(tǒng)的可靠性。因此，煤礦技術(shù)人員需要定期保養(yǎng)和檢修機(jī)電設(shè)備，及時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，更換老化零部件?，F(xiàn)如今，雖然大部分煤炭企業(yè)已廣泛應(yīng)用自動化控制技術(shù)，但機(jī)電設(shè)備缺乏專業(yè)人員管理，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)存在不足，職工操作水平較低，從而導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備故障頻發(fā)。所以職教中心要對技術(shù)人員的理論知識加大培訓(xùn)力度，及時更新自動化控制系統(tǒng)，提升機(jī)電設(shè)備工作效率。

2）煤礦生產(chǎn)過程中，主要是以采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)為主，所以自動化控制技術(shù)在這兩個機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用比較普遍。但是目前自動化生產(chǎn)沒有完全被應(yīng)用在礦井之中，很多區(qū)域只是實(shí)現(xiàn)局部環(huán)節(jié)的自動化。通過對煤礦供電系統(tǒng)的分析能夠看出，它只能夠滿足地面供電系統(tǒng)的監(jiān)控以及保護(hù)，對于井下的應(yīng)用依舊存在問題。井下具有比較復(fù)雜的供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它與采煤、掘進(jìn)以及運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備的供電服務(wù)有著密切的聯(lián)系，受到負(fù)荷種類繁多以及分布區(qū)域十分廣泛、各種地質(zhì)條件較為復(fù)雜等因素的影響，且故障原因不容易排查，導(dǎo)致井下供電系統(tǒng)全面自動化難以實(shí)現(xiàn)。

3 礦山機(jī)電設(shè)備中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用措施

1）在煤礦采掘設(shè)備中的應(yīng)用。在煤礦生產(chǎn)中，采煤和掘進(jìn)不僅是重要的作業(yè)步驟，而且是極其危險和繁重的作業(yè)。隨著一些老礦井采深不斷加大，作業(yè)環(huán)境日益惡劣，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，安全事故時有發(fā)生。而將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于采掘作業(yè)的機(jī)電設(shè)備中，不僅能夠降低職工勞動強(qiáng)度，而且能夠提高生產(chǎn)效率，有效解決了生產(chǎn)中存在的各種矛盾。通過長期實(shí)踐能夠看出，現(xiàn)代化采掘設(shè)備的引入能夠?yàn)榈V井安全生產(chǎn)保駕護(hù)航，例如目前比較常見的電牽引采煤機(jī)，在電牽引采煤機(jī)中應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)，能夠使其具有良好的牽引特性，采煤機(jī)在前進(jìn)過程中獲得牽引力。一旦采煤機(jī)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行發(fā)電制動。所以，電牽引采煤機(jī)在在實(shí)際作業(yè)中基本上不需要設(shè)置其他防滑裝置，就能夠在40°—50°傾斜度的大傾角煤層進(jìn)行作業(yè)。

2）在膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用。盤式控制系統(tǒng)一般包括三個方面：一是液壓站，二是制動系統(tǒng)，三是機(jī)電控制系統(tǒng)。這三個方面直接影響著煤炭運(yùn)輸?shù)男?，因此需要通過自動化控制技術(shù)有效控制膠帶運(yùn)輸機(jī)的電流。其工作原理就是通過PLC技術(shù)有效控制電流，隨后控制油壓，最終實(shí)現(xiàn)減速或制動。當(dāng)PLC系統(tǒng)接收到的運(yùn)行值超過設(shè)備運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)值時，電流就會被控制降低，隨后實(shí)現(xiàn)對膠帶運(yùn)輸機(jī)的速度控制，當(dāng)電流逐漸恢復(fù)后，制動自動解除，從而實(shí)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸機(jī)的智能化控制。

3）在礦山提升設(shè)備中的應(yīng)用。在礦山生產(chǎn)過程中，提升設(shè)備不僅是最基礎(chǔ)的設(shè)備，而且也是使用頻率最高的設(shè)備，其主要用于對礦山機(jī)電設(shè)備、生產(chǎn)材料以及作業(yè)人員的運(yùn)輸。在使用提升設(shè)備時，首先要確保其安全性，檢測其穩(wěn)定運(yùn)行情況，避免生產(chǎn)效率受到影響。在生產(chǎn)過程中，提升設(shè)備每天都會用到，具有較高的使用頻率和較大的損耗。將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于礦山提升設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化自動控制，從而使設(shè)備的運(yùn)輸效率得到有效提升。例如，提升設(shè)備的控制器可以通過PLC進(jìn)行編程，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)及控制的監(jiān)控功能。采用分布式的控制方式，能對各個獨(dú)立的控制器進(jìn)行控制，通過總線就能實(shí)現(xiàn)各個控制器之間的通訊。在自動化技術(shù)的作用下，不僅能夠?qū)崟r控制和監(jiān)測電控系統(tǒng)，而且能夠提高變頻調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，同時能夠加強(qiáng)通訊的及時性。

4）在礦山監(jiān)控設(shè)備中的應(yīng)用。隨著礦井開采過程不斷移動，作業(yè)環(huán)境不斷改變和惡化，安全管理逐漸受到人們的重視。想要使職工人身安全得到有效保障，需要加強(qiáng)生產(chǎn)期間的安全監(jiān)測，擴(kuò)大監(jiān)測范圍，加大監(jiān)測力度，從而使礦山生產(chǎn)作業(yè)的整體安全性得到有效提高。自動化控制技術(shù)在監(jiān)測過程中發(fā)揮著非常重要的作用，不僅能夠全面監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，而且能夠監(jiān)測作業(yè)人員的安全情況。例如，井下機(jī)電設(shè)備面對的環(huán)境比較復(fù)雜，在礦山監(jiān)控監(jiān)測設(shè)備中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，能夠?qū)ΦV井中的地理信息快速獲取，特別是應(yīng)用自動通訊技術(shù)后，能夠使環(huán)境信息的準(zhǔn)確性大幅提高，使作業(yè)人員能夠根據(jù)井內(nèi)環(huán)境合理的安排自己的工作，確保自身的安全。調(diào)度人員在自動通訊技術(shù)下，能夠?qū)ιa(chǎn)作業(yè)情況全面掌握和控制，從而提升設(shè)備和人員管理水平。

5）在礦山安全管理中的應(yīng)用。在煤礦作業(yè)中，安全事故是無法避免的，為了減少安全事故的發(fā)生率，只有通過自動化設(shè)備進(jìn)行控制，從而減少人力資源的投入，使復(fù)雜的地質(zhì)問題由自動化機(jī)電設(shè)備代替職工進(jìn)行高危作業(yè)。針對部分地質(zhì)條件復(fù)雜情況，自動化設(shè)備可以適應(yīng)于多種不同的地質(zhì)環(huán)境，并且不斷地提高機(jī)械設(shè)備的開采，減少人工投入，從而提升安全管理水平，促進(jìn)礦山安全生產(chǎn)。

6）在礦山其他設(shè)備上的應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展，在很多大型煤礦中，井下采煤機(jī)也在及時更新，它所采用的先進(jìn)技術(shù)是將液壓控制技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。智能化的采煤機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動移駕模式，脫離人的操作進(jìn)行作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率。與此同時，自動化控制技術(shù)能夠應(yīng)用于電力控制系統(tǒng)中，為生產(chǎn)作業(yè)提供比較穩(wěn)定的電力，滿足采礦過程中機(jī)電設(shè)備對大功率電能的需求。

4 結(jié)束語

綜上所述，在煤礦機(jī)電設(shè)備中，自動化控制技術(shù)是提升生產(chǎn)效率的重要保障。隨著機(jī)械化設(shè)備的更新?lián)Q代，將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備中，不僅能夠更好地提升生產(chǎn)效率，而且能夠保障安全生產(chǎn)。煤礦技術(shù)人員要注重礦山機(jī)電設(shè)備中自動化技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，加大創(chuàng)新力度，努力實(shí)現(xiàn)與各類新技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)礦山高產(chǎn)高效，推動煤炭企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。