煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用管窺

馮聰

[摘? ? 要]當(dāng)前的自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)際上是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的電子邏輯運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)控制功能。煤礦機(jī)械電氣設(shè)備的整體控制可以通過可編程邏輯控制器，根據(jù)不同的電子裝置，存儲(chǔ)器等來實(shí)現(xiàn)?？梢院芎玫貙⒉煌畔⑦M(jìn)行收集分析，并且及時(shí)做出處理，最終再根據(jù)操作指令對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行控制。從最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)上來看，煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化控制裝置主要包括處理器輸入輸出模塊、存儲(chǔ)器、電源等多個(gè)部分;還需要一些地址總線、電源總線等來將不同的模塊進(jìn)行連接裝配，通過對(duì)有效數(shù)據(jù)的分析和交換，實(shí)現(xiàn)機(jī)械不同使用性能之間的轉(zhuǎn)換，將煤礦現(xiàn)有裝置與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)行統(tǒng)一控制。

[關(guān)鍵詞]煤礦機(jī)械設(shè)備;電氣自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用要點(diǎn)

[中圖分類號(hào)]F457 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）05–00–02

Application of Electrical Automation Technology in Coal Mine Machinery and Equipment

Feng Cong

[Abstract]The current application of automatic control technology is actually based on the electronic logic operation of network information system to realize the control function. The overall control of coal mine mechanical and electrical equipment can be realized through PLC， according to different electronic devices， memory， etc. It can collect and analyze different information， and deal with it in time， and finally control the operation of the equipment according to the operation instructions. From the most basic structure point of view， coal mine mechanical equipment electrical automation control device mainly includes processor input and output module， memory， power supply and other parts; Some address bus and power bus are needed to connect and assemble different modules. Through the analysis and exchange of effective data， the effective conversion between different mechanical performance can be realized， and the existing coal mine devices and automation system can be effectively combined for unified control.

[Keywords]coal mine machinery and equipment; electrical automation technology; application points

1 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)

1.1 能夠提高企業(yè)生產(chǎn)效率

我國的煤礦企業(yè)中的很多機(jī)械設(shè)備都已經(jīng)融入了自動(dòng)化和智能化的優(yōu)點(diǎn)。不僅讓煤礦機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)得到了優(yōu)化，而且能夠全過程更精準(zhǔn)地對(duì)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)管。在運(yùn)行過程當(dāng)中，將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，工作人員可以通過這些數(shù)據(jù)信息對(duì)設(shè)備當(dāng)前存在的一些隱患做出判斷，將發(fā)生重大事故的可能性有效避免，為企業(yè)的安全生產(chǎn)做出最好的保障。

1.2 安全性

我國的能源開采行業(yè)經(jīng)過了多年的發(fā)展之后已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，特別是在機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化應(yīng)用到各個(gè)礦業(yè)企業(yè)后，對(duì)能源開采行業(yè)的發(fā)展有了更好的保證。機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化控制技術(shù)具有非常明顯的安全優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)的人工操作組比較，能夠?qū)⒌V山生產(chǎn)的很多工作安全地執(zhí)行，自動(dòng)化模塊讓生產(chǎn)的整個(gè)過程變得更加穩(wěn)定。除了能夠?qū)ぷ鬟M(jìn)行全面監(jiān)測(cè)之外，還能夠通過監(jiān)測(cè)到的一些數(shù)據(jù)來分析生產(chǎn)過程當(dāng)中的異常問題。同時(shí)，將這些異常問題進(jìn)行整理之后做出反饋，讓相關(guān)的工作人員能夠及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行解決，確保整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)更加高效和穩(wěn)定進(jìn)行。煤礦開采的實(shí)際安全風(fēng)險(xiǎn)非常大，整個(gè)過程當(dāng)中還有一些無法預(yù)料的問題存在，如果單純依靠人力來進(jìn)行工作，往往會(huì)對(duì)一些安全風(fēng)險(xiǎn)無法準(zhǔn)確辨認(rèn)。通過應(yīng)用電氣自動(dòng)化之后，能夠通過智能化技術(shù)有效監(jiān)測(cè)礦山可能存在的風(fēng)險(xiǎn)問題，并制定行之有效的預(yù)防措施，讓整個(gè)生產(chǎn)工作變得更加安全。

1.3 實(shí)現(xiàn)了對(duì)開采環(huán)節(jié)的集中控制

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到煤礦企業(yè)的各個(gè)機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，可以讓實(shí)際生產(chǎn)過程變得更為便利。能夠?qū)⑺械臋C(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備連接起來，這樣能夠通過智能化技術(shù)的應(yīng)用將所有設(shè)備做出統(tǒng)一的管控。 這就讓煤礦開采實(shí)際過程中所有設(shè)備得到統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)，并且能夠更好地減少開采過程中的工作量。不同類型的機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備，通過應(yīng)用自動(dòng)化和智能化技術(shù)，可以確保每臺(tái)機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備的實(shí)際使用效率和性能達(dá)到最佳，不斷提升開采效率。

2 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理中存在的問題

2.1 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理中人員的問題

煤礦業(yè)屬于高危行業(yè)，存在工作環(huán)境較差，風(fēng)險(xiǎn)性較高等不利因素，這些因素也使得相當(dāng)一部分具有高學(xué)歷、良好專業(yè)技術(shù)水平的人員不愿選擇煤礦領(lǐng)域的工作，而煤礦行業(yè)的發(fā)展卻離不開高素質(zhì)的專業(yè)人才。據(jù)調(diào)查顯示，從事煤礦行業(yè)的人員，具有相關(guān)專業(yè)大專及大專以上學(xué)歷的不足5%，這種情況致使煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理團(tuán)隊(duì)的專業(yè)素質(zhì)不足，農(nóng)民工為主要組成群體，短期工比例較高，管理團(tuán)隊(duì)缺乏穩(wěn)定性。從業(yè)人員的流動(dòng)性大，專業(yè)素養(yǎng)不足，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過度使用，不注重維護(hù)和維修不及時(shí)等情況時(shí)有發(fā)生，不能及時(shí)排除隱患， 對(duì)于煤礦工作的開展十分不利。

2.2 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程設(shè)備的問題

目前，煤礦作業(yè)使用的設(shè)備有一部分仍然是20世紀(jì)中期留下的， 而煤礦行業(yè)一直在發(fā)展，對(duì)于技術(shù)與設(shè)備的要求也在不斷提高，這些設(shè)備已經(jīng)難以滿足現(xiàn)階段煤礦行業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)需求，或是運(yùn)行情況已經(jīng)超出了設(shè)備的負(fù)荷。許多企業(yè)對(duì)于設(shè)備更新?lián)Q代的資金投入不足，無法達(dá)到《煤礦安全規(guī)程》中對(duì)于設(shè)備的要求。我國對(duì)于煤礦設(shè)備及其配件的要求尚未制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障需要更換配件時(shí)，尋找匹配的零件具有一定的困難，十分耗時(shí)。并且對(duì)于設(shè)備的日常維護(hù)檢修工作也不夠到位，有些設(shè)備要連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)，對(duì)設(shè)備的使用壽命帶來了相當(dāng)大的損耗，同時(shí)也導(dǎo)致了安全隱患的存在。

2.3 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理及監(jiān)督力度的不足

煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理具有較強(qiáng)的專業(yè)性，所涉及的相關(guān)知識(shí)面也較廣，由于近些年科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度較快，煤礦生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備的更新也較快，管理人員必須跟上技術(shù)與設(shè)備更新的腳步，掌握相關(guān)的理論與操作技能。但目前的實(shí)際情況是，多數(shù)煤礦管理人員所具備的專業(yè)知識(shí)不足，這也造成了煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理人員對(duì)安全管理的意識(shí)較差，在執(zhí)行管理工作時(shí)的監(jiān)督管理力度不足，并且也不夠全面，最終導(dǎo)致煤礦機(jī)械設(shè)備電氣工程管理達(dá)不到相關(guān)部門提出的要求。

3 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 在提升設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中，提升機(jī)可以幫助工作人員安全地下降到井下，主要發(fā)揮著維護(hù)工作人員生命安全和保障整個(gè)工作流程正常開展的作用，甚至還可以對(duì)煤炭的運(yùn)輸做出一定的促進(jìn)作用。由于整個(gè)煤炭生產(chǎn)有著長(zhǎng)時(shí)間且連續(xù)不斷的特征，這就對(duì)提升機(jī)的質(zhì)量和效率提出了更高的要求，不僅需要保障工作人員的生命安全，還需要提高整個(gè)運(yùn)行效率。對(duì)于提升設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展應(yīng)用而言，自動(dòng)化技術(shù)的加入在一定程度上可以提高其質(zhì)量和效率。

3.2 自動(dòng)化技術(shù)在液壓支架中的應(yīng)用

支護(hù)工作對(duì)于煤炭生產(chǎn)的安全性而言極為重要，頂板支護(hù)質(zhì)量與礦井發(fā)生安全事故的概率呈現(xiàn)反比狀態(tài)，一旦支護(hù)措施發(fā)生異常，就可能會(huì)造成后續(xù)工作無法正常順利開展，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)拖延整個(gè)工作的時(shí)間和進(jìn)程，對(duì)煤炭生產(chǎn)企業(yè)形成較大的威脅和經(jīng)濟(jì)損失。為了有效提高煤炭生產(chǎn)能力，在支護(hù)操作中，主要利用自動(dòng)化設(shè)備來提高液壓支架的效率，從而可以提高整個(gè)工作面的安全性和穩(wěn)定性，減少外界環(huán)境的干擾，保證開采工作面的安全性。其中所使用的液壓支架的自動(dòng)化技術(shù)主要包含控制器和計(jì)算機(jī)技術(shù)，不僅可以增強(qiáng)整個(gè)液壓支護(hù)技術(shù)的科技含量，還可以提高其承壓能力。要想使得我國液壓支架技術(shù)能夠得到更為持久且長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，仍然需要研究人員對(duì)其作出細(xì)致且詳盡的研究。

3.3 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前我國很多煤礦企業(yè)都在礦井之下建立了對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中也運(yùn)用了自動(dòng)化技術(shù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際功能相對(duì)比較完善，可以在整個(gè)安全系統(tǒng)管控內(nèi)容當(dāng)中做出有效的監(jiān)測(cè)。 比如對(duì)于工作人員的監(jiān)控， 對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控，對(duì)有害氣體含量產(chǎn)生的監(jiān)控，以及對(duì)于電網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用情況的監(jiān)控等。在確保了操作工作人員安全的同時(shí)，能夠?qū)⒚旱V資源的實(shí)際開采效率極大提高。在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)井下工作人員的實(shí)際狀況，如果發(fā)生了安全問題或者安全事故，能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。盡可能地將采礦工作人員的人身安全進(jìn)行保障。整個(gè)系統(tǒng)還會(huì)對(duì)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)做出提前預(yù)估，而且做好一系列風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防的措施，確保了煤礦開采不同環(huán)節(jié)當(dāng)中的各項(xiàng)工作能夠順利進(jìn)行。如果出現(xiàn)了安全問題，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)也能夠在第一時(shí)間實(shí)施營救方案，對(duì)正處于危險(xiǎn)環(huán)境當(dāng)中的工作人員及時(shí)進(jìn)行營救。

3.4 集成化系統(tǒng)

在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支持下，可建立集成化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督與管理，這不僅可以在一定程度上降低管理成本，同時(shí)也能最大程度地提高監(jiān)督管理效率，為企業(yè)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)利益。在具體應(yīng)用過程中，可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)礦區(qū)的實(shí)際作業(yè)情況，并且實(shí)現(xiàn)所有監(jiān)督管理信息的共享。一旦外界環(huán)境出現(xiàn)異常，控制管理中心就可以在集成系統(tǒng)的作用下及時(shí)發(fā)現(xiàn)，然后采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行解決。除此之外，集成化系統(tǒng)可以進(jìn)一步提高各種抗風(fēng)險(xiǎn)能力，能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)信息資源之間建立多維拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一旦某一條通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，那么會(huì)立即開啟其他傳輸渠道，確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)集成化系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

3.5 自動(dòng)化技術(shù)在運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

當(dāng)前的煤礦開采一定離不開煤礦運(yùn)輸機(jī)的有效作用。煤礦運(yùn)輸機(jī)在當(dāng)前開采任務(wù)中主要負(fù)責(zé)煤礦的上下井運(yùn)輸，然而目前我國多數(shù)煤礦運(yùn)輸機(jī)需要驅(qū)動(dòng)器的幫助和支持。但是過度依賴驅(qū)動(dòng)器就會(huì)造成許多問題，多數(shù)驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)往往伴隨著一定的輔助工具，舉例來說，液力耦合器就是驅(qū)動(dòng)器開始工作的重要助力設(shè)備，但是每一次啟動(dòng)使用都會(huì)產(chǎn)生一定的電流沖擊，從而讓當(dāng)前的機(jī)器設(shè)備面臨短暫的電壓威脅，長(zhǎng)此以往就會(huì)讓機(jī)器設(shè)備的內(nèi)部零件出現(xiàn)一定損壞。在煤礦生產(chǎn)過程中離不開資源的運(yùn)輸，膠帶是組成運(yùn)輸機(jī)的重要器械，然而在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過程中膠帶與機(jī)器之間會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦，而摩擦?xí)a(chǎn)生一定的熱能，因此當(dāng)熱能散發(fā)過多溫度進(jìn)一步提高就會(huì)威脅到膠帶的使用壽命，增加煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本。煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的有效運(yùn)用，可以讓運(yùn)輸機(jī)合理規(guī)避各種損耗。除此之外， PLC系統(tǒng)的有效發(fā)展，也能減少膠帶與機(jī)器之間的摩擦阻力，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的運(yùn)輸。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的廣泛普及已是必然趨勢(shì)。自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備中的應(yīng)用是多方面的，它可以有效提高煤礦生產(chǎn)效率，給企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。在未來的發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)還將不斷優(yōu)化煤礦機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備的各項(xiàng)系數(shù)，給煤礦企業(yè)帶來更多的效益，為我國煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 喬曉峰.自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備電氣設(shè)備中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（9）：113-114.