煤礦開采作業(yè)中電氣自動化控制技術(shù)的運用

張冬卉

鐵法煤業(yè)（集團）有限責任公司 遼寧鐵嶺 112700

現(xiàn)代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，為社會各行業(yè)技術(shù)發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)。在煤炭工業(yè)發(fā)展過程中，通過運用先進技術(shù)，有效提升了煤炭工業(yè)發(fā)展水平。隨著社會快速發(fā)展，在煤礦開采作業(yè)中，要求在保障開采質(zhì)量的同時，確保煤礦開采作業(yè)的安全性與經(jīng)濟性。電氣自動化控制技術(shù)是以計算機技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器等先進技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)，其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用大幅提升了生產(chǎn)效率與生產(chǎn)安全，電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的運用具有必要性。同時，現(xiàn)代智能化技術(shù)發(fā)展過程中，有效落實電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的應(yīng)用，為實現(xiàn)煤礦開采作業(yè)智能化發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。因此，加強電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中運用的探討是非常必要的。

1 電氣自動化控制技術(shù)概述

1.1 電氣自動化控制技術(shù)內(nèi)涵

電氣自動化控制技術(shù)是信息化時代發(fā)展背景下，電氣自動化領(lǐng)域發(fā)展的重要分支，是通過對計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器等多種先進技術(shù)的結(jié)合，運用儀器儀表控制和信息技術(shù)監(jiān)控，實現(xiàn)優(yōu)化控制工業(yè)生產(chǎn)過程的一種現(xiàn)代化技術(shù)手段。電氣自動化控制技術(shù)具體構(gòu)成部分主要包括自動化軟硬件、自動化系統(tǒng)等。在煤礦生產(chǎn)中，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用是推進煤礦工業(yè)化生產(chǎn)的重要技術(shù)，其應(yīng)用時間雖然較短，但發(fā)展速度迅猛，在煤礦生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中，電氣自動化控制技術(shù)均實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用與普及，為提高煤礦生產(chǎn)效率與生產(chǎn)安全發(fā)揮著重要作用。

1.2 電氣自動化控制技術(shù)發(fā)展分析

從電氣自動化控制技術(shù)產(chǎn)生至今，經(jīng)歷了許多重要發(fā)展階段，隨著當前計算機科學技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化控制技術(shù)通過與計算機技術(shù)的有效結(jié)合，不斷向智能化方向發(fā)展，順應(yīng)智能工業(yè)化發(fā)展的趨勢。在煤礦開采作業(yè)中，電氣自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用在提升煤礦生產(chǎn)效率，提高操作機械設(shè)備精密性，促進煤礦生產(chǎn)智能化方面具有顯著優(yōu)勢，同時電氣自動化控制技術(shù)發(fā)展也逐漸向集成化和知識密集化發(fā)展。在此背景之下，煤炭行業(yè)必須要加強對電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，加強與先進技術(shù)的創(chuàng)新融合，全面提升煤礦生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備，實現(xiàn)降本提質(zhì)增效。

1.3 電氣自動化控制技術(shù)特點及運行影響因素

現(xiàn)階段，電氣自動化控制技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用不斷深入，尤其是在機械制造生產(chǎn)中的應(yīng)用，大幅提升了其生產(chǎn)工作質(zhì)量和工作效率，為推進工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化技術(shù)深入改革發(fā)揮重要作用。因此，未來電氣自動化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用將會占據(jù)更為重要的地位。電氣自動化控制技術(shù)與電氣信息技術(shù)結(jié)合并充分發(fā)揮其優(yōu)勢，其系統(tǒng)構(gòu)成通常需要根據(jù)自動化機械作業(yè)環(huán)境特點實現(xiàn)在特定領(lǐng)域的具體應(yīng)用。因此，相關(guān)技術(shù)人員需要不斷進行技術(shù)的優(yōu)化與改進，從而提高技術(shù)應(yīng)用效果。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，當前電氣自動化控制技術(shù)領(lǐng)域仍舊存在較多的問題，并且對其精密程度與運行效率提出了更高的要求。

電氣自動化控制技術(shù)在實際運用過程中，相關(guān)設(shè)備會受到電力自動化設(shè)備的影響，從而對其正常運行造成障礙，同時 由于環(huán)境變化，部分設(shè)備還可能出現(xiàn)不摁釘現(xiàn)象，從而導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到損傷，形成一系列電氣設(shè)備故障，嚴重還可能造成整個設(shè)備正常運行受阻。此外，在實際工作中，電氣自動化控制設(shè)備還會受到振動、離心力等力量的影響，進而導(dǎo)致設(shè)備中的一些精細零部件故障，影響設(shè)備運行；自然電磁波還會對自動化控制裝置造成影響，進而造成自動化控制裝置運行穩(wěn)定受到干擾。

2 煤礦開采作業(yè)運用電氣自動化控制技術(shù)的實際意義

就目前而言，我國中大型煤礦生產(chǎn)企業(yè)在實際運行中，對機械化開采工藝的應(yīng)用普及程度已經(jīng)非常高。機械化煤礦開采工藝并不是在單一生產(chǎn)環(huán)節(jié)運用機械化生產(chǎn)，而是實現(xiàn)系統(tǒng)化、多元化的生產(chǎn)過程。現(xiàn)階段，我國煤礦行業(yè)在機械化煤礦開采發(fā)展中取得了較大的進步，但相較于西方先進國家仍舊存在較大的差距。對于電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的應(yīng)用，我國仍舊處于初級開發(fā)階段，因此需要正確認識電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中運用的重要意義，提高相關(guān)部門及煤礦企業(yè)的重視[1]。

2.1 提升煤礦開采工作效率

在煤礦開采作業(yè)中，加強對電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，相較于人工操作作業(yè)，大幅提升了開采作業(yè)的時間效率確定性和穩(wěn)定單位時間內(nèi)的開采效率，并且有效避免了人工作業(yè)誤差導(dǎo)致的開采損失，提高開采工作效率。

2.2 促進煤礦生產(chǎn)產(chǎn)能的提升

在煤礦開采作業(yè)中運用電氣自動化控制技術(shù)，大大提高了開采作業(yè)的效率，并持續(xù)保障單位時間的產(chǎn)量，使得煤礦生產(chǎn)整體產(chǎn)量得到有效保障，從而為煤炭行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展奠定重要基礎(chǔ)。

2.3 加強煤炭開采作業(yè)的安全

電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的應(yīng)用，為其生產(chǎn)安全性帶來重要保障。運用電氣自動化控制技術(shù)，有效避免了人工誤操作可能造成的安全事故，同時利用技術(shù)還可以實現(xiàn)在危險區(qū)域作業(yè)面中的有效運用，降低了煤礦開采作業(yè)人員的安全風險，有效保障生產(chǎn)安全[2]。

2.4 實現(xiàn)煤礦開采作業(yè)的人性化設(shè)計

在煤礦開采作業(yè)中，電氣自動化控制技術(shù)的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)環(huán)境特點與作業(yè)機電設(shè)備的有效結(jié)合，從而為實現(xiàn)煤礦開采作業(yè)的人性化設(shè)計提供了重要的技術(shù)支持，為煤礦開采設(shè)備的高速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)揮重要促進作用。通常情況下，煤礦開采作業(yè)中采煤機等進機械設(shè)備的開采進度會受到煤層硬度等外在條件的影響，而電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)煤層硬度、實際環(huán)境特點等對采煤機的開采速度進行合理化調(diào)節(jié)，確保開采作業(yè)穩(wěn)定、安全，并且更具有人性化。基于此，煤礦開采作業(yè)中，煤礦企業(yè)應(yīng)當重視加強對電氣自動化控制技術(shù)的運用，實現(xiàn)對煤礦開采作業(yè)機械設(shè)備的優(yōu)化改良，提升煤礦開采作業(yè)中機械設(shè)備的自動化控制水平，實現(xiàn)作業(yè)人性化設(shè)計。

3 煤礦開采作業(yè)中電氣自動化控制技術(shù)的實際運用

3.1 電氣自動化控制技術(shù)在礦井提升機中的運用

煤礦開采作業(yè)中，運輸設(shè)備是作業(yè)必需機械設(shè)備，礦井提升機則是在開采作業(yè)中負責重要材料和人員運輸?shù)闹饕O(shè)備。實際作業(yè)中，礦井提升機運行頻繁，需要反復(fù)啟動停止，提升機運行控制的穩(wěn)定性對生產(chǎn)安全十分重要[3]。電氣自動化控制技術(shù)的運用，能夠有效保障提升機運行控制的穩(wěn)定性。通過PLC控制可穩(wěn)定控制提升機運行狀態(tài)（如圖1），同時也可以通過變頻器控制，其核心是調(diào)整設(shè)備的電機速度。

圖1 礦井提升機PLC電氣自動化控制

礦井提升機運用電氣自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)提升機運行的無極連續(xù)調(diào)速，并降低對鋼絲繩的沖擊。運用電氣自動化控制技術(shù)，還可以有效降低系統(tǒng)的故障率，主要是因為運用電氣開關(guān)可以降低其在運行中的磨損。提升機運行速度、位置等運行狀態(tài)信號可以通過傳感器來實現(xiàn)信號的傳輸，從而確保對設(shè)備運行狀況的精準控制，降低機電安全事故的發(fā)生。另外，在礦井提升機中運用電氣自動化控制技術(shù)，可以使設(shè)備運行保持最佳狀態(tài)，從而節(jié)約電能，降低煤礦開采作業(yè)的生產(chǎn)成本[4]。

3.2 電氣自動化控制技術(shù)在皮帶輸送機中的運用

礦井開采作業(yè)中，皮帶輸送機是井下主要煤炭運輸設(shè)備，在其運行過程中，加強對其運行狀態(tài)的監(jiān)測是非常必要的。一般皮帶輸送機的運行距離都比較長，并且需要依靠人工進行運行狀態(tài)的巡視，不僅加大的生產(chǎn)人員工作量，并且工作效率難以提升。電氣自動化控制技術(shù)的運用，能夠?qū)ζл斔蜋C的電機運行速度進行調(diào)整，并監(jiān)測其運行狀態(tài)。在設(shè)備控制中，可運用PLC與變頻器結(jié)合的方式進行控制。

電氣自動化控制技術(shù)在皮帶運輸機的運用，一方面實現(xiàn)了對設(shè)備運行全過程的實時監(jiān)測，及時檢測異常情況，一旦發(fā)現(xiàn)運行異常，則又控制系統(tǒng)及時發(fā)出警報并采取相關(guān)動作，降低安全事故發(fā)生率。另一方面，皮帶輸送機的自動化控制有利于節(jié)能降耗，提升設(shè)備運行經(jīng)濟性。在實際運行中，自動化控制系統(tǒng)可以根據(jù)輸送機運輸每臺質(zhì)量進行速度調(diào)整，盡可能降低設(shè)備功率浪費[5]。

3.3 電氣自動化控制技術(shù)在井下水泵中的運用

井下水泵主要用于井下排水。在煤礦開采作業(yè)中，需要加強對水泵運行時間的控制。井下水泵工作中，根據(jù)水倉內(nèi)的水達到一定深度，才開始抽水作業(yè)；如果水倉內(nèi)的水未達到相應(yīng)深度，則抽水泵會停止工作。同時，井下水泵工作還需要充分考慮水倉進水量，當水倉進水量較大，則需要增加水泵工作時間。電氣自動化控制技術(shù)在井下水泵中的運用，則可以實現(xiàn)水泵工作的自動化控制，不需要人工值守，并且有效保障水泵運行的安全穩(wěn)定。

井下水泵運用電氣自動化控制技術(shù)，一是可有效降低煤礦開采作業(yè)中的水害發(fā)生，通過自動化控制技術(shù)實現(xiàn)對水倉水位的實時監(jiān)測，并以監(jiān)測結(jié)果作為控制信號，大幅提升水泵排水工作的精確性；二是有效降低安全事故發(fā)生。在抽水工作中，當水倉水位低于水泵工作水位，容易出現(xiàn)水泵損壞，應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)則可以實時監(jiān)測這種情況，確保水泵狀態(tài)穩(wěn)定。

3.4 電氣自動化控制技術(shù)在煤礦監(jiān)控體系中的運用

煤礦開采作業(yè)中，為確保開采作業(yè)安全，需要加強對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控。當前，煤礦生產(chǎn)企業(yè)普遍投入監(jiān)控系統(tǒng)，降低開采作業(yè)中一些不必要的安全隱患，為開采作業(yè)順利進行提供保障，從而降低企業(yè)損失，保障煤礦生產(chǎn)人員的人身安全。在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中運用電氣自動化控制技術(shù)，可將監(jiān)控系統(tǒng)擴散到煤礦開采各個環(huán)節(jié)，同時通過安裝斷電儀、風電閉鎖裝置、紅外自動噴霧等設(shè)備，通過傳感器進行信號傳輸，實現(xiàn)對煤礦開采作業(yè)全過程的有效監(jiān)控。但是，傳感器應(yīng)用具有一定的安全性問題，其長時間應(yīng)用存在一定限制。因此，監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用中需要進行定期維護檢修，確保設(shè)備運行安全穩(wěn)定。相關(guān)技術(shù)人員還需要重視加快傳感器設(shè)備的升級改造，進一步完善自動化控制在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的有效運用。

4 結(jié)語

當前，煤礦開采作業(yè)加強對電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成為煤礦行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方面，在提高煤礦生產(chǎn)質(zhì)量和效率方面發(fā)揮重要作用。電氣自動化控制技術(shù)的運用改進了開采作業(yè)中存在的技術(shù)性缺陷，并實現(xiàn)了人工開采作業(yè)向機械設(shè)備開采作業(yè)的重要變革。因此，未來煤礦行業(yè)的發(fā)展需要加強對電氣自動化控制技術(shù)的運用研究，充分發(fā)揮其在煤礦生產(chǎn)中的重要作用。