◎王慧洲
為了提高煤礦開采效率,近年來(lái)煤礦企業(yè)逐漸將大型機(jī)械設(shè)備應(yīng)用于礦井開采工作中。由于各類機(jī)械設(shè)備的使用方法和維修保養(yǎng)方法不盡相同,所以需要專業(yè)的管理人員根據(jù)不同設(shè)備采取相應(yīng)的管理工作,如若設(shè)備管理不當(dāng)那極有可能埋下安全隱患,引發(fā)安全事故。因此,在煤炭開采過(guò)程中,煤礦企業(yè)應(yīng)重視機(jī)電設(shè)備管理的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作,完善事故預(yù)防管理措施,同時(shí)制定嚴(yán)格的事故預(yù)防管理制度,以此降低煤礦事故的發(fā)生,確保開采工作安全進(jìn)行。
所謂機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)械科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,但由于電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速進(jìn)展,使得機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍還涉及機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、電子接口技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)。同時(shí),還引入了操作技術(shù)。自動(dòng)化和電子化能夠極大地提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平。而煤炭行業(yè)又是勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性都相對(duì)較大的行業(yè)。把智能化信息技術(shù)運(yùn)用于企業(yè)生產(chǎn)和管理工作流程中,就能夠減輕企業(yè)人員的工作勞動(dòng)強(qiáng)度,有效保護(hù)職工的生命、健康和安全,從而推動(dòng)了企業(yè)的發(fā)展煤礦公司也朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展。
井下采掘深度的加大使得煤礦開采所面臨的環(huán)境更為惡劣,同時(shí)采掘條件的未知性也帶來(lái)了一系列的安全隱患,引發(fā)安全事故,例如瓦斯爆炸、頂板塌方等,其危險(xiǎn)系數(shù)極高,并且這些事故都是突發(fā)性的,無(wú)任何預(yù)兆,給煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益和工作人員的生命安全造成了較大的損害。再加上井下工作人員大多數(shù)不具備完備的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備,無(wú)法對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行預(yù)判及處理,使得事故出現(xiàn)的概率增大。因此,應(yīng)當(dāng)以安全為前提開展生產(chǎn)工作,應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程操控,減少人力的參與,盡可能地保證開采過(guò)程中不對(duì)工作人員造成傷害。此外,自動(dòng)化控制技術(shù)引入之后,煤礦的生產(chǎn)效率相比于純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)提高了許多,而且計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制算法可以對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行預(yù)警,在很大程度上降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。
為提升煤炭的總體利用效益,煤炭公司必須不斷完善礦井內(nèi)機(jī)電交通運(yùn)輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并把智能化信息技術(shù)運(yùn)用于信息系統(tǒng)之中。它不但能夠按照需求分析礦井內(nèi)機(jī)電交通運(yùn)輸系統(tǒng)的復(fù)雜性,還能夠即時(shí)收集運(yùn)輸設(shè)備的信號(hào),從而真正完成對(duì)機(jī)電交通運(yùn)輸系統(tǒng)的閉環(huán)控制,為機(jī)電交通運(yùn)輸系統(tǒng)的科學(xué)管理創(chuàng)造了條件。完善煤礦機(jī)電運(yùn)輸信息系統(tǒng),不僅可以實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)的自動(dòng)化控制,同時(shí)還可以用機(jī)電運(yùn)輸信息系統(tǒng)的控制分析模塊,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的系統(tǒng)分析與維護(hù),但是僅限于機(jī)電運(yùn)輸裝置的數(shù)字化維度進(jìn)行分析。
煤炭這一行業(yè)畢竟還是以盈利為目的的,企業(yè)更加注重低成本、高收益,而機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)在引入之后,可以將所有設(shè)備都控制在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)來(lái)統(tǒng)一管理,并且所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都可以實(shí)時(shí)在顯示屏上顯示出來(lái),這樣可以根據(jù)開采的具體進(jìn)程進(jìn)行設(shè)備參數(shù)的調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化。盡管煤礦開采工作是在地下封閉空間內(nèi)進(jìn)行,常年信號(hào)不佳,但由于采用了自動(dòng)化控制技術(shù)中的屏蔽和抗壓工作模式,設(shè)備能夠克服環(huán)境所帶來(lái)的不利條件處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。此外,機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)還能夠及時(shí)地對(duì)危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)警和處理,保證了事故發(fā)生之后人員逃生與救援工作的順利進(jìn)行,在減少成本投入的基礎(chǔ)上,大大地提升了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。
部分煤礦企業(yè)在日常生產(chǎn)中,缺乏對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的維修管理,從領(lǐng)導(dǎo)層到基層人員沒(méi)有足夠的維護(hù)意識(shí),導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備檢修工作難以落實(shí)到位。當(dāng)生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)生設(shè)備故障后在進(jìn)行檢修,通常會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)影響,也會(huì)使設(shè)備的壽命縮短,不利于煤礦企業(yè)的生產(chǎn),同時(shí)也增加了煤礦企業(yè)的設(shè)備購(gòu)買成本。
按照機(jī)械種類不同對(duì)故障分類,機(jī)械構(gòu)件故障主要表現(xiàn)為:礦車設(shè)備故障,舉升、驅(qū)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)行動(dòng)力不足;挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行、設(shè)備牽引力、提升能力、牽引能力不足等故障;輸送設(shè)備故障,發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)、輸送速度緩慢等。對(duì)于電力電機(jī)系統(tǒng)和整體設(shè)備故障的處理,主要是對(duì)設(shè)備線路和構(gòu)成元件檢查,及時(shí)更換老化、損壞的線路、元件,并檢查線路連接情況,避免出現(xiàn)接觸不良而產(chǎn)生電弧對(duì)設(shè)備造成進(jìn)一步的損壞。另外,任何機(jī)械構(gòu)件出現(xiàn)故障的主要原因,是設(shè)備長(zhǎng)期投入使用,在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損、腐蝕、老化情況,對(duì)設(shè)備整體性能產(chǎn)生影響,整體表現(xiàn)為排氣過(guò)熱、分成變化、設(shè)備振動(dòng)異常、發(fā)聲異常、電壓、電壓異常、磨損殘留等。例如,本企業(yè)在設(shè)備使用后期,因?yàn)樵O(shè)備長(zhǎng)期處于高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,設(shè)備零件出現(xiàn)不同程度的腐蝕、老化、磨損情況,故障率逐漸升高,液壓馬達(dá)、空壓機(jī)、壓油缸等大型配件部件出現(xiàn)不同程度的磨損情況,維護(hù)保養(yǎng)較為困難,對(duì)于相關(guān)故障的處理多采用新型設(shè)備引進(jìn)方式,并在使用過(guò)程中加強(qiáng)設(shè)備管理。
由于煤礦開采的環(huán)境比較惡劣,較高的濕度以及大量的粉塵,對(duì)機(jī)電設(shè)備的影響比較嚴(yán)重,因此在這種惡劣環(huán)境下,煤礦機(jī)電設(shè)備如果沒(méi)有做到相應(yīng)的防護(hù)工作,就會(huì)造成設(shè)備的損壞。同時(shí),相關(guān)工作人員在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中,由于工作意識(shí)不夠等原因,也很容易導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障。
自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用能夠使煤礦井下開采過(guò)程中設(shè)備最大化發(fā)揮作用。對(duì)于采煤機(jī),自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用可以精準(zhǔn)計(jì)算截割路徑、截割機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速,實(shí)施自動(dòng)調(diào)控。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)采掘設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理與控制,系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄整理所采集的數(shù)據(jù),并根據(jù)煤壁狀況對(duì)參數(shù)進(jìn)行智能調(diào)整,使得采煤效率大大提升。有一部分煤礦開采中經(jīng)常會(huì)用到空壓機(jī)這一設(shè)備,若人員操作不到位,則會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)排氣量驟增,存在一定的安全隱患。但是在結(jié)合自動(dòng)化控制技術(shù)之后,不僅能夠?qū)ε艢饬窟M(jìn)行準(zhǔn)確控制,還能夠在一定程度上降低能耗,對(duì)煤礦開采作業(yè)起到了積極的作用。煤礦井下的環(huán)境較為惡劣,自動(dòng)化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得人工并不用進(jìn)入危險(xiǎn)度極高的環(huán)境內(nèi)作業(yè),并且還能夠以最快速度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、傳輸,使得技術(shù)人員能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。
在煤礦企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,井下傳送帶作為運(yùn)輸中的一個(gè)關(guān)鍵性設(shè)備,必須保證能夠連續(xù)地進(jìn)行作業(yè),而傳統(tǒng)的礦井井下傳送帶已經(jīng)無(wú)法滿足目前對(duì)于生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)男枨螅\(yùn)輸量較低,安全性也有待提高,在使用了國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的運(yùn)輸設(shè)備后,極大地改善了這一現(xiàn)狀。新型的帶式運(yùn)輸機(jī)主要運(yùn)用了機(jī)電一體化設(shè)備以及CST 可控軟件,確保煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性。在新型的帶式運(yùn)輸機(jī)中更加智能化,最大程度地減少設(shè)運(yùn)輸?shù)腻e(cuò)誤率。但是在現(xiàn)階段煤礦機(jī)電自動(dòng)化集控在礦井井下傳送帶中的應(yīng)用,仍然存在著一些問(wèn)題亟待解決,其中最為突出的問(wèn)題就是礦井傳送帶中間的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)穩(wěn)定性較差,這就為礦井工作增加了運(yùn)行的隱患。
煤炭資源在采出之后需要借助一系列的運(yùn)輸設(shè)備儲(chǔ)運(yùn)到地上,在此過(guò)程中應(yīng)用最多的就是皮帶輸送機(jī),因此該設(shè)備長(zhǎng)期處于工作狀態(tài),這也就促進(jìn)了機(jī)電一體化自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用,例如變頻調(diào)速、電機(jī)控制等。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后,PLC 處于初始化階段,在這一階段,系統(tǒng)會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)檢修。系統(tǒng)運(yùn)行后,可以及時(shí)采集數(shù)據(jù),并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)對(duì)皮帶軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,在節(jié)約成本的同時(shí)避免了皮帶輸送機(jī)負(fù)載量大、長(zhǎng)期工作的不利情況。相比于人工作業(yè),系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制,大大提升了煤礦生產(chǎn)效率。
供電系統(tǒng)作為煤礦建設(shè)的重要組成部分,其自動(dòng)化建設(shè)不僅能有效提高煤礦的開采效率,而且能真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化供電。目前,在我國(guó)許多煤礦企業(yè)的開采工作中,礦山設(shè)備是電力驅(qū)動(dòng)的設(shè)備,運(yùn)輸和采礦需要實(shí)時(shí)供電,如果沒(méi)有供電,采礦系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。在自動(dòng)供電系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中,利用專用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電力監(jiān)控系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、無(wú)人值守變電站自動(dòng)供電,同時(shí)避免了人工操作、及時(shí)分配等一系列問(wèn)題,提高了供電效率。
國(guó)內(nèi)礦井監(jiān)控工作起步較晚,缺乏相關(guān)的理論技術(shù),過(guò)去大多采用國(guó)外進(jìn)口的監(jiān)控設(shè)備。由于煤礦生產(chǎn)工作本身具有較高的風(fēng)險(xiǎn),所以必須增強(qiáng)對(duì)礦井的監(jiān)控強(qiáng)度,如果在煤礦生產(chǎn)工作中發(fā)生意外的事故,相關(guān)監(jiān)控的管理人員應(yīng)及時(shí)地對(duì)情況進(jìn)行全面了解后上報(bào),積極地采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,最大程度地確保礦井下工作人員的生命安全。將煤礦機(jī)電自動(dòng)化集控技術(shù)應(yīng)用到礦井監(jiān)控管理工作中,能夠通過(guò)自動(dòng)化的處理,有效改善煤礦企業(yè)對(duì)礦井監(jiān)控工作的質(zhì)量水平。在過(guò)去,煤礦企業(yè)普遍對(duì)于礦井監(jiān)控工作的管理力度較低,在機(jī)械設(shè)備、技術(shù)以及工作經(jīng)驗(yàn)等方面都存在著一些不足,與國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比,并未建立完善的自動(dòng)化體系,因此煤礦企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)效率得不到有效的提升。近些年來(lái),通過(guò)應(yīng)用煤礦機(jī)電自動(dòng)化集控技術(shù),讓企業(yè)在監(jiān)控工作體系上得到了完善,能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的礦井監(jiān)控。除此之外,在礦井監(jiān)控中通過(guò)應(yīng)用煤礦機(jī)電自動(dòng)化集控技術(shù)還能夠精確地了解礦井中瓦斯的含量,并針對(duì)實(shí)際情況采取相應(yīng)的防范措施,提高礦井施工的安全性。
為了有效管理煤礦機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行,煤礦企業(yè)的相關(guān)部門應(yīng)先建立完善的機(jī)電設(shè)備管理制度,根據(jù)不同設(shè)備制定針對(duì)性的管理方案,保證機(jī)電管理工作的全面化開展。在制定機(jī)電設(shè)備安全管理制度時(shí),相關(guān)人員應(yīng)針對(duì)煤礦掘進(jìn)的不同階段制定相對(duì)應(yīng)的機(jī)電管理制度,確保機(jī)電管理制度有效貫穿至煤礦開采全過(guò)程中,以此降低機(jī)電在各階段出現(xiàn)故障的概率。另外,管理人員在落實(shí)管理責(zé)任的過(guò)程中,對(duì)違反機(jī)電管理制度的行為應(yīng)及時(shí)制止并加以警告,必要時(shí)可依照機(jī)電管理制度做出相應(yīng)處罰,以此杜絕不良行為再次出現(xiàn)。除此之外,在制定機(jī)電管理制度的同時(shí),還應(yīng)完善機(jī)電運(yùn)行過(guò)程中的突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案,一則為了減少安全隱患的存在,二則有利于工作人員在遇到緊急安全事故時(shí),能及時(shí)采取有效措施加以應(yīng)對(duì)處理,在一定程度上可減少人員傷亡。
加強(qiáng)對(duì)煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備的維修力度,能夠更好地優(yōu)化這些機(jī)電設(shè)備,使機(jī)械設(shè)備的工作效率得到提高。優(yōu)化機(jī)電設(shè)備時(shí),需要對(duì)設(shè)備故障率最高的部位及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化與改造,保證機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行,對(duì)那些比較核心的設(shè)備及時(shí)了解并予以優(yōu)化調(diào)整,必要時(shí)增加安全裝置。另外,只有積極更新并改造機(jī)電設(shè)備,才能使設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和技術(shù)先進(jìn)性得到提升,有利于更好地實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的零缺陷管理。
利用信息化技術(shù)加強(qiáng)煤礦機(jī)電的安全管理是有效保證機(jī)電安全運(yùn)行的重要手段。加強(qiáng)煤礦機(jī)電的信息化建設(shè)能完成各機(jī)電設(shè)備間的信息傳輸,將煤礦掘進(jìn)各階段所用機(jī)電設(shè)備的基本信息如:具體參數(shù)、使用年限以及維修記錄等錄入至計(jì)算機(jī)軟件的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi),當(dāng)工作人員操作機(jī)電設(shè)備前,便可調(diào)出相關(guān)數(shù)據(jù)以作了解。當(dāng)機(jī)電突發(fā)故障時(shí),也可根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行處理,能大幅度提高機(jī)電設(shè)備的管理效率。另外,還可將設(shè)備傳感器安裝至機(jī)電設(shè)備上,以便操作人員能實(shí)時(shí)了解機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),一旦在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常,操作人員便可立即停止工作,有利于操作人員快速發(fā)現(xiàn)故障原因,不但提高了機(jī)電設(shè)備的安全性,還能有效避免安全事故的發(fā)生。
煤礦企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)該重視對(duì)員工的管理與培訓(xùn),良好的培訓(xùn)模式,可以提高維修人員的維修水平,并使維修人員的綜合素質(zhì)得到提高。煤礦企業(yè)定期邀請(qǐng)專家開展培訓(xùn),對(duì)提升維修人員的工作水平有著良好的效果,有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的故障并作出針對(duì)性的維修和保養(yǎng)措施。還應(yīng)該建立懲獎(jiǎng)機(jī)制,對(duì)于工作中表現(xiàn)優(yōu)秀的人員,給予物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)和精神獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)不遵守規(guī)章制度的人員進(jìn)行批評(píng),使其改變工作態(tài)度,對(duì)保障煤礦企業(yè)的生產(chǎn)具有重要的意義。
設(shè)備的狀態(tài)管理具體包括對(duì)設(shè)備的檢測(cè)和對(duì)設(shè)備技術(shù)兩方面的管理工作,設(shè)備檢測(cè)氛圍在線自動(dòng)檢測(cè)和離線檢測(cè),設(shè)備技術(shù)管理通過(guò)檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)是否正確,能夠?qū)υO(shè)備整體的運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤,有效地監(jiān)督設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的有效管理。
煤礦提升機(jī)是在煤礦開采過(guò)程中,通過(guò)提升物料、人員和設(shè)備,即通過(guò)提升容器將煤礦井下運(yùn)輸?shù)矫旱V井下的作業(yè)機(jī)械。煤礦提升機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)傳感、信息傳輸和信號(hào)實(shí)時(shí)控制。目前,一些高科技的煤礦提升機(jī)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了控制數(shù)字化。在實(shí)施過(guò)程中,運(yùn)營(yíng)商只需使系統(tǒng)適應(yīng)其需求,以便設(shè)備更好地滿足實(shí)際需求。
綜上所述,煤炭資源的開采對(duì)中國(guó)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用,盡管現(xiàn)如今新能源不斷崛起,但傳統(tǒng)能源的地位仍然不可替代。近幾年來(lái)高新技術(shù)飛速發(fā)展,且廣泛應(yīng)用于中國(guó)煤礦開采中,使得中國(guó)煤礦的生產(chǎn)效率大大提升,人力成本降低,但井下設(shè)備由于長(zhǎng)期處于較為惡劣的環(huán)境下,極易出現(xiàn)腐蝕、老化等問(wèn)題,性能受到影響。因此,應(yīng)當(dāng)有效應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù),對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與維修,從而提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,保障工作人員的生命安全。