煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效性探究

張宇鑒

石家莊鐵道大學(xué) 河北 石家莊050000

近年來,我國煤礦產(chǎn)業(yè)取得了良好的發(fā)展效果與成績。現(xiàn)階段煤礦產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系中的重要組成部分。作為社會(huì)以及全國人民日常生活、生產(chǎn)的重要?jiǎng)恿δ茉?煤礦可謂是占據(jù)著一個(gè)至關(guān)重要的地位。特別是基于現(xiàn)代化生活背景下,全國對于煤炭能源需求在逐漸加大之中。因此,煤礦開采水平以及生產(chǎn)效率的提升有著十分重要的意義。通常情況下,煤礦的開采與生產(chǎn)一般都處于一些條件特別惡劣以及環(huán)境空曠的地方,在實(shí)際煤礦開采以及生產(chǎn)過程中常常會(huì)受到各種因素(例如自然因素以及技術(shù)因素)的影響限制了施工操作。而在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下,電氣自動(dòng)化技術(shù)的誕生與應(yīng)用為煤礦機(jī)械設(shè)備性能的完善提供了有效方法。通過電氣自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用,既有效提升了煤礦開采與生產(chǎn)效率,還很好的減少了人力勞動(dòng)以及物力資金的投入?，F(xiàn)階段我國煤礦產(chǎn)業(yè)中的煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的水平。

一、煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

時(shí)代以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的良好發(fā)展,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在我國當(dāng)前的煤礦制造業(yè)當(dāng)中。電氣自動(dòng)化技術(shù)之所以能夠在煤礦機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的喜愛與應(yīng)用,主要是因?yàn)槠渚哂袃纱髢?yōu)勢:第一,提升煤炭生產(chǎn)效率;第二,節(jié)約成本。相信大家都知道煤礦開采具有一定的危險(xiǎn)性,在日常工作中常常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的事故,我國每一年因煤礦開采而引發(fā)的安全事故有很多起。而通過電氣自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的有效應(yīng)用,不僅能夠讓煤礦機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)用,在減少勞動(dòng)人員在煤礦開采中使用的同時(shí)避免勞動(dòng)人員受到傷害,還能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān)控,只要能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)備提供充足且穩(wěn)定的電源,就能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備中存在的問題并對煤礦開采施工操作現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,有效避免安全事故的發(fā)生。且機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行以及自動(dòng)化監(jiān)控的實(shí)現(xiàn),能夠在維持一定生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約一定的人力資源成本,相比較人力勞動(dòng)來說,煤礦機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)對于煤炭資源以及原材料的使用會(huì)更加節(jié)約,進(jìn)而幫助企業(yè)節(jié)省一定的生產(chǎn)成本。相信在未來的某一天,科學(xué)技術(shù)的不斷提升會(huì)更加促進(jìn)我國煤礦開采水準(zhǔn)以及生產(chǎn)效率的提升[1]。

二、煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效性應(yīng)用分析

(一)安全管理方面。在上面筆者已經(jīng)說到過了煤礦開采具有一定的危險(xiǎn)性,在日常工作中常常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的事故。確切的來說煤礦開采是一項(xiàng)高危工作,在實(shí)際工作中任何一點(diǎn)疏忽都能夠?qū)е虏煌潭鹊氖鹿拾l(fā)生,事故的發(fā)生不僅會(huì)給煤礦企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,甚至還會(huì)威脅到工作人員的人身安全。所以,在實(shí)際工作中必須要做好日常安全管理工作。在以往傳統(tǒng)的煤礦開采工作中,需要重點(diǎn)關(guān)注的安全管理方面非常之多,上到勞動(dòng)人員的人身安全下到煤礦機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)等方面,因此很多時(shí)候企業(yè)需要在這些方面不斷的加大安全管理成本,但最終還是無法有效保證安全管理工作的全面落實(shí)與實(shí)施。而在現(xiàn)代化煤礦開采工作中,通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效減少勞動(dòng)人員的使用,而在日常落實(shí)安全管理工作時(shí),企業(yè)只需要工作重心放在機(jī)械設(shè)備的安全生產(chǎn)方面就可以,這樣一來既能夠在減少安全管理工作量與工作難度的同時(shí)提升企業(yè)安全管理有效性,又能夠節(jié)約一定的成本開銷[2]。

在安全管理中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān)控,通過設(shè)置監(jiān)測與感應(yīng)等自動(dòng)化裝置來對礦井內(nèi)的作業(yè)溫度與瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控。在實(shí)際煤礦開采以及生產(chǎn)過程中,這些自動(dòng)化監(jiān)測裝置以及自動(dòng)化感應(yīng)裝置就會(huì)對礦井進(jìn)行全面監(jiān)控,而相關(guān)人員則能夠遠(yuǎn)程獲得礦井內(nèi)的作業(yè)溫度以及瓦斯?jié)舛鹊葏?shù),從而對礦井內(nèi)工作人員的人身安全起到一個(gè)有效的保障,并在此基礎(chǔ)上促進(jìn)煤礦的安全生產(chǎn)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示,自從將電氣自動(dòng)化技術(shù)引入到煤礦機(jī)械設(shè)備之后,大多數(shù)煤礦企業(yè)在煤礦開采安全事故處理方面所花費(fèi)的資金大約減少了百分之二十四左右[3]。

(二)煤礦運(yùn)輸方面。在煤礦開采以及生產(chǎn)過程中還有一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)——煤礦運(yùn)輸。煤礦運(yùn)輸也是影響企業(yè)煤礦開采以及生產(chǎn)效率提升的一大重要因素。在以往傳統(tǒng)的煤礦開采工作中,絕大多數(shù)煤礦企業(yè)所采用的運(yùn)輸方式大概分為兩種:一種是人力運(yùn)輸,一種是簡單的機(jī)械運(yùn)輸。無論是人力運(yùn)輸還是簡單的機(jī)械運(yùn)輸都存在運(yùn)輸效率低下的問題,且在實(shí)際運(yùn)輸過程中法缺乏一定的安全性,常常出現(xiàn)很大的運(yùn)輸損耗。而隨著時(shí)代的快速發(fā)展以及我國煤礦開采規(guī)模的日益擴(kuò)大,我國逐漸的研發(fā)出了膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng),并在實(shí)際煤礦運(yùn)輸工作中取得了良好的應(yīng)用成績。膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用了兩大技術(shù):第一技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù);第二技術(shù)是可編程邏輯控制技術(shù)(可編程邏輯控制器Programmable Logic Controller,簡稱為PLC)。上述兩種技術(shù)的應(yīng)用使得膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)更加的完善。在膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)中其控制核心為可編程邏輯控制器,可編程邏輯控制器的用戶頁面主要由控制軟件以及工業(yè)和工業(yè)監(jiān)測組成,主要具備連鎖功能。通過可編程邏輯控制器的運(yùn)用能夠在膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)主皮帶機(jī)與地面煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)之間設(shè)置連鎖功能。一旦發(fā)生緊急事故時(shí)不會(huì)出現(xiàn)停車現(xiàn)象。當(dāng)然除了連鎖功能之外,膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)還具有很多種工作模式,例如單機(jī)、手動(dòng)、集控以及檢修等等。在實(shí)際煤礦運(yùn)輸過程中,膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)還能夠?qū)\(yùn)輸電流、膠帶速度以及過煤量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,一旦有堆煤以及打滑或者是跑偏現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí),上位機(jī)就能夠進(jìn)行自動(dòng)語言報(bào)警以及故障燈顯示。與此同時(shí)膠帶運(yùn)輸工況監(jiān)控系統(tǒng)還可以通過變頻器以及電控裝置等來控制膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸速度,可以隨時(shí)在皮帶機(jī)軟啟動(dòng)以及軟停車之間進(jìn)行切換。總之,通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,既能夠有效提升煤礦運(yùn)輸效率與工作質(zhì)量,還能夠在解放運(yùn)輸人力資源的同時(shí)降低企業(yè)運(yùn)輸成本[4]。

(三)煤礦采掘方面。煤礦開采是支撐煤礦企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要途徑。煤礦開采工作的開展不僅直接關(guān)系到煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率,而且還會(huì)直接影響到煤礦生產(chǎn)的安全性。在實(shí)際煤礦采掘工作中,很多工作環(huán)節(jié)都需要運(yùn)用到各種的機(jī)械以及設(shè)備才能夠有效完成。而在這一工作過程中各類型的煤礦機(jī)械采掘設(shè)備度需要依靠一個(gè)控制系統(tǒng)才能夠正常運(yùn)行,因此則需要應(yīng)用到電氣自動(dòng)化技術(shù),這樣才能夠有效保障各種機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在現(xiàn)代化煤礦采掘工作中常常運(yùn)用到的電力自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)裝置為電力牽引采煤機(jī)。通常情況下這種電力牽引采煤機(jī)所需要運(yùn)用到的電源電壓參數(shù)多為3300 V,而其總裝機(jī)參數(shù)容量通常情況下都是處于1100 K W-1500 K W之間,對于供應(yīng)電力牽引采煤機(jī)的日常運(yùn)行所需電壓參數(shù)來說是非常容易的。通過電力牽引采煤機(jī)的應(yīng)用,既能夠很好的代替人力勞動(dòng)者來完成煤礦采掘的工作,又能夠在一定程度上促進(jìn)煤礦采掘工作效率提升的同時(shí)保障勞動(dòng)人員的人身安全。

當(dāng)然在應(yīng)用電力牽引采煤機(jī)來進(jìn)行煤礦采掘工作的同時(shí),還需要有自動(dòng)化監(jiān)控管理設(shè)備的應(yīng)用。在現(xiàn)代化煤礦采掘工作中如果還是單單依靠傳統(tǒng)的監(jiān)控模式來實(shí)現(xiàn)對電力牽引采煤機(jī)的監(jiān)管,那是絕對不可能的。因此,在日常煤礦采掘工作中,在應(yīng)用自動(dòng)化煤礦采掘設(shè)備的同時(shí)也需要注重應(yīng)用電氣自動(dòng)化監(jiān)控管理設(shè)備。在電氣自動(dòng)化監(jiān)控管理設(shè)備中也應(yīng)用到了PLC技術(shù),也就是上文所說到的可編程邏輯控制器,這樣一來就能夠很好的對電力牽引采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)全面且有效的監(jiān)控。電氣自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)的工作原理如下:首先,需要將待采集的信息以及采集操作指令在電氣自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)置好;其次,系統(tǒng)會(huì)將待采集的信息以及采集操作指令傳送給煤礦采掘機(jī);最后,通過電源的啟動(dòng)則能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作與自動(dòng)化監(jiān)控。而在這一過程中,相關(guān)操作人員還能夠借助驅(qū)動(dòng)電路將自動(dòng)化煤礦采掘機(jī)的運(yùn)行參數(shù)傳輸?shù)娇刂浦行?這樣一來相關(guān)管理人員或者是相關(guān)管理部門就能夠隨時(shí)對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)取與應(yīng)用。與以往傳統(tǒng)的監(jiān)管模式相比較來說,電氣自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢,不僅具有監(jiān)控及時(shí)的特點(diǎn),還能夠有效避免人力以及物力的浪費(fèi)。除此之外,電氣自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)還具有良好的自愈以及自查功能,能夠針對自動(dòng)化煤礦采掘機(jī)所出現(xiàn)的一些小問題進(jìn)行自動(dòng)修復(fù),對自動(dòng)化煤礦采掘機(jī)的安全有效運(yùn)行起到了一定的保障作用。

(四)通風(fēng)與排水系統(tǒng)方面。在煤礦開采工作中有兩個(gè)最為基本的要求,一個(gè)是通風(fēng),另一個(gè)就是排水。但實(shí)際上絕大多數(shù)礦井的地下環(huán)境十分復(fù)雜,再加上有各種自然因素以及技術(shù)因素的影響,導(dǎo)致礦井內(nèi)的通風(fēng)與排水系統(tǒng)常常無法與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)相符合。從而需要應(yīng)用到電氣自動(dòng)化技術(shù),通過電氣自動(dòng)化技術(shù)在煤礦通風(fēng)以及排水系統(tǒng)中的應(yīng)用,既能夠?qū)ΦV井內(nèi)的粉塵、瓦斯?jié)舛纫约八闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,還能夠?qū)ΦV井內(nèi)的通風(fēng)狀態(tài)以及排水量進(jìn)行有效的控制,從而使其能夠符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)保障勞動(dòng)人員的身體健康。

三、電氣自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的發(fā)展趨勢

基于現(xiàn)代胡背景下,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是越來越廣泛且優(yōu)勢也是越來越明顯。通過在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用,電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅促進(jìn)了煤礦開采以及生產(chǎn)效率的提升,還在一定程度上保障了廣大礦業(yè)工作人員的人身安全。通過具體實(shí)踐表面,筆者認(rèn)為在煤礦機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)是一件非常有意義的事情。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,除了被應(yīng)用在煤礦工業(yè)當(dāng)中,電氣自動(dòng)化技術(shù)也一定能夠在其他行業(yè)與領(lǐng)域中大放異彩。且在煤礦機(jī)械設(shè)備中也會(huì)逐漸的應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算等技術(shù),以此來促進(jìn)煤礦開采以及生產(chǎn)效率,促進(jìn)煤礦工業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)束語

總而言之,隨著煤炭能源需求的不斷增加,如果想要保障并維護(hù)社會(huì)以及全國人民日常生活與生產(chǎn)的順利展開,那么就必須要注重煤礦開采水平以及開采效率的提升。而煤礦開采水平的提升則需要注重電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用既是時(shí)代發(fā)展的必然需求,也是煤礦開采工作的必然結(jié)果。