煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)的智能化節(jié)能分析

梁志國 尚福浩

摘要：從目前形勢來看，煤礦企業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)效益并不樂觀。為了響應(yīng)國家能源改革的號召，節(jié)約電能和其他能源的利用是煤礦企業(yè)生產(chǎn)中必須要注意的問題。本文簡要闡述了煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并對煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)的智能化節(jié)能進(jìn)行分析，以期為日后相關(guān)工作的順利進(jìn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦工作面;機(jī)電運輸系統(tǒng);智能化節(jié)能

煤礦企業(yè)是以電能驅(qū)動的大型能源企業(yè)，在煤礦作業(yè)面，機(jī)電運輸系統(tǒng)中遍布著大型耗電設(shè)備。為了使煤炭企業(yè)的電能使用量小于能源開采量，保證煤炭企業(yè)的效益為正，必須控制電能的使用，減少煤炭企業(yè)的電費開支，結(jié)合生產(chǎn)實際，以提高煤炭企業(yè)的電能使用率，減少煤炭企業(yè)電費開支在總開支中所占的比例，改善作業(yè)面機(jī)電運輸系統(tǒng)的運行情況。通過本文的研究，希望能為提高煤礦企業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)效益貢獻(xiàn)力量。

1、煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，計算機(jī)技術(shù)在各大科學(xué)和工程領(lǐng)域被廣泛運用，將計算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及仿生生物工程技術(shù)相結(jié)合，把它們應(yīng)用在各個工程中的機(jī)電控制領(lǐng)域，使各個領(lǐng)域中的控制手段和控制質(zhì)量得到了長足的發(fā)展，形成了以自動控制為目的的控制技術(shù)。這不僅大大提高了工程企業(yè)的生產(chǎn)效率，還通過自動控制技術(shù)避免了多余能源的消耗，降低了能量成本，間接達(dá)到了節(jié)能的目的。同樣，21 世紀(jì)以來，在中國煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域，大量的機(jī)電運輸系統(tǒng)參與到了煤礦工作面煤炭資源生產(chǎn)中，大大提高了煤炭資源的生產(chǎn)效率。而在當(dāng)今的煤礦行業(yè)中，尤其是在煤炭生產(chǎn)工作面，大量的機(jī)電設(shè)備參與其中，將以計算機(jī)為基礎(chǔ)的機(jī)電控制技術(shù)運用到煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)中，能有效提高系統(tǒng)的運行效率，還能達(dá)到節(jié)能的目的。為了更好地分析煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)，必須清楚了解其結(jié)構(gòu)和運行順序。一般煤礦工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)的運行順序分為三步，即啟動、通信、停機(jī)。

1.1 啟動流程

煤礦工作面中的機(jī)電運輸系統(tǒng)有嚴(yán)格的啟動順序，在配套工作面其他機(jī)電設(shè)備工作中，運輸設(shè)備系統(tǒng)的啟動順序關(guān)系到整個配套過程的契合性及之后工作的流暢性，是煤炭生產(chǎn)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。任何煤礦，工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)的啟動順序都大致相同，即：a）將皮帶機(jī)正常啟動，保證其正常運轉(zhuǎn);b）啟動轉(zhuǎn)載機(jī)，保證皮帶機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)的搭接位置合理;

c）安排啟動工作面刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)。此項啟動中包含 2 個機(jī)電設(shè)備，雖然在啟動順序上安排在同一步，但也是有細(xì)微差別的，一般都是先啟動刮板機(jī)，隨后啟動采煤機(jī)，它們是一個啟動整體，又有前后差別。在實際生產(chǎn)工作中，相關(guān)操作人員要嚴(yán)格按順序啟動，避免機(jī)電設(shè)備之間發(fā)生“打架”的情況，以保證工作機(jī)電系統(tǒng)安全順利地為采煤工作服務(wù)。

1.2 啟動操作

對于具體的啟動操作步驟，首先整個系統(tǒng)的啟動總指令是由機(jī)電系統(tǒng)控制臺發(fā)出的，通過通信電鈴將系統(tǒng)預(yù)啟動指令發(fā)送至轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)，由轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)準(zhǔn)備系統(tǒng)預(yù)啟動，通知皮帶機(jī)司機(jī)和采煤機(jī)司機(jī)預(yù)啟動皮帶機(jī)、工作面刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)，并同時將啟動信號回饋至控制臺?？刂婆_收到回饋信息后，便發(fā)出系統(tǒng)正式啟動指令，之后皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、工作面刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)會在相應(yīng)司機(jī)的輔助干預(yù)下依次啟動，這時便完成了整個系統(tǒng)的啟動工作。

1.3 通信操作

當(dāng)前，井下工作面機(jī)電系統(tǒng)的通信主要是指控制臺與各機(jī)電設(shè)備司機(jī)、機(jī)電設(shè)備司機(jī)之間的通信。在通信方式上，工作時仍然是以對講機(jī)和長線電話為主要通信形式，但是，這種通信方式存在許多的不足和弊端，例如通信質(zhì)量受影響因素較多、通信質(zhì)量差、通信的連續(xù)性不足等。因此，通信方式急需改進(jìn)。

1.4 停機(jī)操作

煤礦生產(chǎn)時刻存在著不確定性，同樣，在井下機(jī)電運輸系統(tǒng)運行的過程中，要時刻準(zhǔn)備應(yīng)對各種突發(fā)事件，因此，必須格外重視停機(jī)操作。一般停機(jī)操作分為正常停機(jī)和緊急停機(jī)兩種，顧名思義，一個是正常情況下的停機(jī)，包括設(shè)備保養(yǎng)停機(jī)或者是常規(guī)歇機(jī)，通常是由控制臺發(fā)出停機(jī)指令給轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)，轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)發(fā)送信號給采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)司機(jī)、皮帶機(jī)司機(jī)，各個司機(jī)在接受停機(jī)指令后回饋各設(shè)備情況信息到控制臺，控制臺接收信息后依次反饋和發(fā)送停機(jī)質(zhì)量給各個機(jī)電設(shè)備司機(jī)，之后采煤機(jī)司機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)、皮帶機(jī)司機(jī)依次適時停機(jī);另一個則是非正常情況下的停機(jī)，包括故障停機(jī)、事故停機(jī)、生產(chǎn)異常停機(jī)、災(zāi)難停機(jī)等。

2、工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)的智能化節(jié)能

近年來，煤礦積極引進(jìn)科技型機(jī)電設(shè)備，所構(gòu)成的機(jī)電運輸系統(tǒng)不論是在運輸效率上還是在節(jié)能效果上都有很大的改觀?？疾於鄠€煤炭企業(yè)的機(jī)電運輸系統(tǒng)可以看出，工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)根據(jù)信號的發(fā)送和接收形式的不同可以分為模擬式和數(shù)字式。從大體結(jié)構(gòu)和運行效果上可以看出，模擬式機(jī)電運輸系統(tǒng)在運行效果和維修保養(yǎng)簡易性上表現(xiàn)得較為優(yōu)異，但是，實時控制和靈活調(diào)配的能力不足，能耗較高，引進(jìn)造價相較于數(shù)字式較低;而相比較于模擬式機(jī)電系統(tǒng)來說，數(shù)字式機(jī)電系統(tǒng)精度較高，靈活性較強(qiáng)，具有很好的處理功能，可以有效控制較為復(fù)雜的監(jiān)督工作，而且它的節(jié)能效果優(yōu)秀。下面以數(shù)字化機(jī)電運輸系統(tǒng)為中心進(jìn)行相關(guān)闡述。

2.1 智能化集中控制監(jiān)視節(jié)能

在實際生產(chǎn)中，數(shù)字化機(jī)電運輸系統(tǒng)通過實時分析運行轉(zhuǎn)臺和負(fù)荷情況，智能化的聯(lián)機(jī)自動啟停。利用變頻的智能化啟停系統(tǒng)，不但優(yōu)秀地完成運輸任務(wù)，還減少了電能的消耗，達(dá)到了節(jié)能的目的。同時，聯(lián)機(jī)的自動啟停能在很大程度上避免零負(fù)荷運轉(zhuǎn)，比如減少設(shè)備因依次啟動和停機(jī)而造成的空轉(zhuǎn)和零負(fù)荷運轉(zhuǎn)，從而降低能耗，而且聯(lián)機(jī)之后的機(jī)電運輸系統(tǒng)只需要一名井下設(shè)備總操作人員與控制臺對接，這樣不僅在一定程度上減少了人力、物力，還減少了設(shè)備系統(tǒng)的安全隱患，避免了因人員煩瑣而引起的誤操作、多余操作，保證了機(jī)電運輸系統(tǒng)的安全運行，實現(xiàn)了機(jī)電運輸系統(tǒng)的節(jié)能。

2.2 智能通話節(jié)能

井下環(huán)境復(fù)雜，在噪聲較大的機(jī)電運輸系統(tǒng)周圍，通話質(zhì)量直接關(guān)系到系統(tǒng)的運行效果。智能通話設(shè)備能較好地實現(xiàn)信息的傳遞，在智能識別噪聲環(huán)境后，智能調(diào)整通話音量，以保證人與人之間的正常通信，避免因通話質(zhì)量差而造成各種延誤。這樣不僅提高了工作效率，而且實現(xiàn)了設(shè)備節(jié)能。

2.3 智能不間斷電源

在井下機(jī)電運輸系統(tǒng)中運用智能不間斷電源，包括設(shè)備電源的不間斷和通信電源的不間斷，能有效避免突發(fā)的電力故障導(dǎo)致停機(jī)而帶來的設(shè)備損壞和能耗增加，而且暢通的通信能保證所有信息的實時傳送，不但保證了工作的高效性，而且避免了因通信不暢導(dǎo)致的延誤引發(fā)的能耗增加。

3、結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國對節(jié)能環(huán)保有了更高的要求。在中國，煤炭行業(yè)是一個典型的高能耗行業(yè)，改造煤炭行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備是未來的發(fā)展趨勢。數(shù)字化工作面機(jī)電運輸系統(tǒng)為降低能耗帶來了新希望。通過上述分析可以看出，數(shù)字化的機(jī)電運輸系統(tǒng)能從機(jī)電設(shè)備啟動和停機(jī)上、智能監(jiān)視和控制上、通信上提高機(jī)電運輸系統(tǒng)的運行效果，并且同時降低機(jī)電運輸系統(tǒng)的能耗。希望通過相關(guān)研究能提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)和節(jié)能增效。

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