自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用探析

白燕清

摘 要：隨著人們生活質(zhì)量的提升，生產(chǎn)社會化的加速，對煤炭需求量也快速上升，只有全面保證煤炭開采安全穩(wěn)定，才能保證經(jīng)濟(jì)連續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)煤炭開采安全性、高效率，是當(dāng)前煤礦行業(yè)關(guān)注的主要課題。為提高煤炭生產(chǎn)水平，一些新的技術(shù)被應(yīng)用到煤礦開采中，尤其是機(jī)電自動化技術(shù)逐漸應(yīng)用到煤炭生產(chǎn)中，一定程度上提高了煤礦生產(chǎn)效率，及煤礦單位的安全、穩(wěn)步生產(chǎn)。本文通過對自動化技術(shù)基本內(nèi)容的分析，進(jìn)一步探索自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化 綜合采煤 設(shè)備

中圖分類號：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0098-03

當(dāng)前，我國煤礦井下已應(yīng)用各種智能設(shè)備，全面替代人工勞動，保證了安全、提升了效能，智能化作業(yè)設(shè)備、井下智能機(jī)器人等應(yīng)用，均需要技術(shù)支撐，通過自動化設(shè)備滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求，隨著技術(shù)的不斷完善，各種現(xiàn)代化自動設(shè)備不斷應(yīng)用到實(shí)踐中。目前，我國井下機(jī)電設(shè)備還有待創(chuàng)新提高，不斷進(jìn)行技術(shù)完善，如果智能控制設(shè)備達(dá)不到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求，則會為生產(chǎn)帶來隱患，影響工作質(zhì)量。為了全面提高井下作業(yè)安全性，我國大部分煤礦作業(yè)區(qū)均已經(jīng)安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際應(yīng)用中，一些監(jiān)控系統(tǒng)還存在問題，影響了安全生產(chǎn)，進(jìn)行礦井作業(yè)時，必須要全面保證安全可靠，創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)電技術(shù)能夠保證生產(chǎn)安全、運(yùn)行可靠。

1 自動化基本內(nèi)容

1.1 煤礦機(jī)電設(shè)備特點(diǎn)

當(dāng)前，應(yīng)用最為廣泛的機(jī)電設(shè)備需要保證信息化和自動化，這是煤礦機(jī)電技術(shù)最為主要的特點(diǎn)，只有全面實(shí)現(xiàn)了高智能發(fā)展，才能確保生產(chǎn)連續(xù)性、安全度。信息化非常重要，這是未來社會發(fā)展總趨勢的要求，同時，也是煤炭生產(chǎn)安全的需要，可以說，信息化和自動化在各個環(huán)節(jié)均不可或缺。煤炭生產(chǎn)的自動化設(shè)備是在無人監(jiān)管情況下能夠自主完成信息收集、信息分析、信息監(jiān)測、信息控制、信息傳輸?shù)茸鳂I(yè)的設(shè)備。

1.2 自動化內(nèi)容

機(jī)械生產(chǎn)存在一定的安全隱患，必須要時刻保持精準(zhǔn)操作，通過技術(shù)植入，能夠提升安全性，在各種生產(chǎn)流程中，完全實(shí)現(xiàn)無人直接參與的生產(chǎn)過程，通過技術(shù)支撐，使各類生產(chǎn)信息傳遞、處理整合、無人操作等，有效保證了自動化、智能化生產(chǎn)。在技術(shù)驅(qū)動下，生產(chǎn)流程更加流暢、減少人力、物力和財力投入，節(jié)省了生產(chǎn)的整體成本。自動化技術(shù)有著非常廣泛的內(nèi)容，主要包含機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)等不同的領(lǐng)域，各種技術(shù)的組合，形成了自動控制技術(shù)，其中，機(jī)械技術(shù)是最為基礎(chǔ)的技術(shù)，在傳統(tǒng)機(jī)械原理上，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的結(jié)合，確保自動化技術(shù)應(yīng)用，提高了機(jī)械技術(shù)性能，同時，也發(fā)揮了自動控制技術(shù)優(yōu)勢，使設(shè)備能夠在一定時間段內(nèi)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高效運(yùn)行，全面保證了機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)能力與質(zhì)量。煤礦機(jī)電設(shè)備研發(fā)與性能優(yōu)化，必須要依靠傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，在現(xiàn)有條件下，進(jìn)行技改提升，提高設(shè)備的性能與效率。微電子技術(shù)在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，用于半導(dǎo)體器件操作，整體特點(diǎn)是實(shí)用強(qiáng)、體積小、重量輕、效率高，在信息傳輸中，發(fā)揮著重要的作用，是當(dāng)前最為核心的技術(shù)形式。微電子技術(shù)能夠時時保證安全，特別是在煤礦機(jī)電設(shè)備操作運(yùn)行時，能夠及時進(jìn)行監(jiān)測，提取數(shù)據(jù)，有效保證生產(chǎn)安全，消除各種隱患，微電子技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中能夠全面滿足生產(chǎn)各個流程的需要。隨著新一代技術(shù)的不斷創(chuàng)新，微電子設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)迭代，保證了信息的及時有效反饋。計算機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)均有廣泛應(yīng)用，在煤炭機(jī)械中，也有著普遍使用，計算機(jī)是自動化技術(shù)最為核心的部分，在煤礦機(jī)電設(shè)備自動化生產(chǎn)中的地位非常重要，能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)活動進(jìn)行整體控制和管理，保障生產(chǎn)效率和質(zhì)量。自動控制技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定的操作，根據(jù)日常生產(chǎn)能力與水平，預(yù)先設(shè)計參數(shù)，通過自動控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)，通過有效使用智能系統(tǒng)，全面保證煤炭生產(chǎn)安全，避免出現(xiàn)嚴(yán)重安全事故。

2 煤礦機(jī)電自動化優(yōu)點(diǎn)

煤礦機(jī)電自動化是科技的產(chǎn)物，是隨著社會整體技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生的，和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備相比，有自身的優(yōu)勢特點(diǎn)。

2.1 多元多樣性

全新的技術(shù)時代，使技術(shù)形態(tài)多種多樣，滿足不同行業(yè)的適配需要，各種技術(shù)日新月異的涌現(xiàn)，全面形成了自動化技術(shù)的多樣性，在煤礦機(jī)電自動化產(chǎn)品中，也形成了多種類、多形態(tài)的技術(shù)格局，可以說，當(dāng)下的機(jī)械產(chǎn)品系統(tǒng)中，已經(jīng)按照自身的機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)了技術(shù)控制與操作，全面有效推動煤礦機(jī)電設(shè)備向自動化、智能化方向發(fā)展的整體進(jìn)程。

2.2 高度集成化

自動化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用，極大地拓展了應(yīng)用空間，不僅局限于某一方面層次需要，而是把計算機(jī)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、傳輸系統(tǒng)和信息采集等技術(shù)緊密集成起來，按照人機(jī)控制界面進(jìn)行自動控制監(jiān)測，全面提高了產(chǎn)煤率，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，在煤礦資源開發(fā)利用中廣泛采用，這樣，就能夠?qū)ιa(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測與控制，高度集成化進(jìn)一步推進(jìn)了技術(shù)創(chuàng)新。

2.3 智能化

智能化發(fā)展也是煤礦機(jī)電設(shè)備的一個特點(diǎn)，通過智能化發(fā)展全面有效提高煤礦資源開發(fā)利用率，煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通過借助智能化系統(tǒng)，達(dá)到對煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域各流程的動態(tài)監(jiān)測，確保了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，對設(shè)備的問題及時發(fā)現(xiàn)，通過有效分析，保證了煤礦開采狀況良好，全面增強(qiáng)機(jī)電設(shè)備自動控制程度。

2.4 開放性

機(jī)電自動化也有信息技術(shù)的支撐，可以說，機(jī)電的發(fā)展也融合了通信技術(shù)的部分內(nèi)容，通過良好的技術(shù)通信，保證了監(jiān)測的及時性，通信系統(tǒng)包括通信接口、通信模塊、中央處理器等，通過各個設(shè)備的功能，有效保證了煤礦機(jī)電自動化有效控制，實(shí)現(xiàn)了信息傳導(dǎo)、交互的能力。

3 煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)應(yīng)用

3.1 采掘設(shè)備中的機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用

煤炭開采是一個復(fù)雜的過程，只有全面保證各環(huán)節(jié)的安全，才能實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)安全。煤炭開采過程中，受各種條件限制，往往存在一定的安全隱患，如果不加以控制，則容易出現(xiàn)問題，輕則影響生產(chǎn)，重則會出現(xiàn)人身傷亡。煤炭生產(chǎn)安全受到地質(zhì)、瓦斯、煤塵和地下水等影響較多，傳統(tǒng)生產(chǎn)容易造成意外傷害，為了全面提高生產(chǎn)效率，保證人身安全，很多煤礦企業(yè)已經(jīng)重視機(jī)電自動化技術(shù)的應(yīng)用，在煤礦采掘設(shè)備中保證了安全率。大型煤礦采掘設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了自動控制，保證了煤礦綜采效率與質(zhì)量。實(shí)際應(yīng)用過程中，全面應(yīng)用電力牽引設(shè)備，這是采煤應(yīng)用中機(jī)電自動化技術(shù)最核心的技術(shù)。傳統(tǒng)液壓牽引機(jī)容易出現(xiàn)滑脫的問題，影響生產(chǎn)效率與質(zhì)量，通過使用電牽引采煤機(jī)，能夠全面提高生產(chǎn)安全性，避免出現(xiàn)采煤機(jī)下滑現(xiàn)象，通過技術(shù)推廣，保證了系統(tǒng)可靠性，滑脫時，能夠通過發(fā)電制動，全面避免機(jī)器下滑，保證了采煤機(jī)能夠正常地運(yùn)行。電牽引采煤機(jī)可以達(dá)到高角度技術(shù)要求，能在傾斜角40°～50°的煤層中快速前進(jìn)并開采，實(shí)現(xiàn)高難度爬坡，不需配備防滑裝置就能夠避免滑脫的危險，利用電牽引采煤機(jī)，可以在更加廣泛的層面進(jìn)行開采與作業(yè)，不受環(huán)境影響，有效提高了開采效率，在煤炭開采工作中，發(fā)揮著非常重要的作用。

3.2 提升設(shè)備中的機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用

煤礦實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，提升設(shè)備應(yīng)用最為廣泛，是最為基礎(chǔ)的機(jī)電設(shè)備，可以說，煤炭生產(chǎn)利用率最高的設(shè)備就是提升設(shè)備，在各個層面作業(yè)中均有頻繁使用，在實(shí)際作業(yè)中，重點(diǎn)用于矸石、煤炭人員的提升作業(yè)，根據(jù)不同的作業(yè)面，每天進(jìn)行反復(fù)運(yùn)行，設(shè)備磨損率大，工作強(qiáng)度大。這種時刻在做往復(fù)運(yùn)動、高速持續(xù)的運(yùn)行，必須要保證可靠安全，這樣才能確保生產(chǎn)安全。為了全面提高設(shè)備的精準(zhǔn)性，必須要進(jìn)行技術(shù)改造，通過對提升設(shè)備自動化技術(shù)融合，保證設(shè)備先進(jìn)性。技術(shù)應(yīng)用主要是通過性能較高PLC 可編程控制器的植入，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)節(jié)控制功能、執(zhí)行輔助監(jiān)控的可控，使選擇方式可調(diào)，自動化提升設(shè)備能夠通過主控、制動、調(diào)節(jié)、行程等環(huán)節(jié)有效掌握設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律，通過各自獨(dú)立控制器保證了合理運(yùn)行，各設(shè)備間的連接主要是通過數(shù)據(jù)線，保證了總線通信快捷高效。提升設(shè)備變頻調(diào)節(jié)通信、電控系統(tǒng)監(jiān)測及控制等多個環(huán)節(jié)均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化技術(shù)控制，保證了設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，提升安全性。

3.3 傳送系統(tǒng)中機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用

煤炭傳送系統(tǒng)至關(guān)重要，傳送系統(tǒng)安全，才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全?？梢哉f，傳送系統(tǒng)是影響煤礦安全生產(chǎn)和生產(chǎn)效率最為主要的因素。社會化大生產(chǎn)的加快，對能源需求時不斷增加，只有全面保證生產(chǎn)，才能滿足需要。煤炭傳送系統(tǒng)在開采中的運(yùn)輸量越來越大，如果長期處于輸送量大、輸送距離長的狀態(tài)下，很容易出現(xiàn)撕裂、跑偏、移動等問題，煤炭傳送中的安全不容忽視。為了提高生產(chǎn)效率，保證運(yùn)輸安全，則需要在煤炭傳送過程中，全面引入自動化控制技術(shù)，對煤炭傳輸各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測，及時反饋生產(chǎn)情況，通過計算機(jī)控制界面，進(jìn)行監(jiān)測分析，精準(zhǔn)控制運(yùn)輸量，保證生產(chǎn)安全。

煤炭傳送系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用，重點(diǎn)在監(jiān)測傳送帶動態(tài)運(yùn)輸狀況、報警系統(tǒng)等方面，兩方面自動控制，就能夠提高生產(chǎn)安全性。煤炭傳輸過程中，如果傳送帶欠飽和，那么信息就會反饋到指揮中心，通過綜合調(diào)劑，保證良好的運(yùn)輸狀態(tài)。如果傳輸超載，則會通過監(jiān)測系統(tǒng)快速的偵察反饋，使相關(guān)傳輸信息到達(dá)控制中心，控制中心對信號進(jìn)行處理并報警，確保煤炭資源輸送量符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量。在傳統(tǒng)傳輸設(shè)備中全面植入監(jiān)測系統(tǒng)和警報系統(tǒng)，能夠大大提高傳輸效率，保證傳輸安全，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)作業(yè)。

3.4 監(jiān)控設(shè)備中機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用

煤礦行業(yè)對自身的技術(shù)改造越來越重視，特別是在各個環(huán)節(jié)中的自動化技術(shù)應(yīng)用，全面提高了生產(chǎn)效率與安全，煤礦礦井施工環(huán)境實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控。一是提高定位精度。自動化系統(tǒng)達(dá)到了全面的優(yōu)化，通過效果最優(yōu)化，確保了生產(chǎn)的安全，井下定位系統(tǒng)是當(dāng)前最為重要的技術(shù)，特別是當(dāng)井下出現(xiàn)危險時，為了能夠盡快保證受困人員安全，提升搶險效率，達(dá)到最佳救護(hù)成果，則需要定位系統(tǒng)提供精準(zhǔn)定位。二是掌握作業(yè)情況。通過自動化監(jiān)控的建立，能夠遠(yuǎn)程掌握下面的情況，對設(shè)備運(yùn)行、人員移動等情況，每時每刻都能夠監(jiān)測，對地理信息的顯示明確清晰，保證了井下作業(yè)的安全性，更便于井上管理人員指揮作業(yè)。三是便于指揮調(diào)度。通過監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了地上地下的協(xié)調(diào)效率，能夠?qū)γ旱V井下地理情況明確分析，按照實(shí)際情況，完成對坑道動態(tài)的分析，這樣就能夠有效指揮生產(chǎn)，保證井下快速作業(yè)。

3.5 液壓支架中機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用

機(jī)電自動化技術(shù)在煤礦開采液壓支架中有著廣泛的應(yīng)用，支架主要功能是支撐煤層，保證工作面穩(wěn)定，全面保證各設(shè)備向前推進(jìn)。通過自動化控制，保證了液壓支架自動化分析，根據(jù)生產(chǎn)速度與效果及時提示，保證支架移動安全，達(dá)到更好保證采煤工作面安全的目標(biāo)。頂板支護(hù)由計算機(jī)和傳感器控制，根據(jù)不同的壓力值進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，相關(guān)的調(diào)整主要是通過遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)，按照不同的工作面情況，精準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，保證了人員安全。

4 結(jié)語

煤礦生產(chǎn)是能源供應(yīng)的主要內(nèi)容，只有全面保證生產(chǎn)連續(xù)性、穩(wěn)定性，才能為能源生產(chǎn)提供穩(wěn)定的原料。把自動化技術(shù)應(yīng)用到煤礦各生產(chǎn)設(shè)備中，能夠全面提升設(shè)備效率，保證人身安全，自動化技術(shù)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求，更是煤炭企業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的關(guān)鍵。

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