自动化技术在矿山机电控制中的实际应用研究

2019-04-12华金龙

中国新技术新产品 2019年2期

华金龙刘赟

（1.赣州有色冶金研究所，江西赣州 341000；2.赣州通安安全技术咨询有限公司，江西赣州 341000）

0 前言

矿山机电控制主要是对各种矿山开采过程中使用的机电设备进行控制。相较于其他行业，矿山开采具有较高的危险性，矿山下的工作环境十分恶劣，而且机电控制工作涉及多个流程与环节，技术操作相对复杂，传统的人工操作无法充分发挥机电设备的优势与作用，运行成本高，会降低矿山机电控制质量和效率。

1 自动化技术的应用于矿山机电控制的优势

1.1 提高矿山机电控制的实效性

过去矿山机电控制采用的操作方式是人工操作，容易出现操作失误等问题，自动化技术可以利用自动化程序开展控制工作，不需要人工操作，可以有效避免操作失误，有利于提高矿山机电的控制质量，提升矿产开采效率。基于自动化技术在矿山机电控制过程中呈现出的综合性特征，可以对矿山机电的各种工控模块进行重组，使其完成一些人工操作无法完成的工作，象矿山井下气体测试等；可以将烦琐的操作简单化，使整个机电控制工作更加稳定安全，有利于提高矿山机电控制的实效性。

1.2 提高矿山机电控制的工作效率

在工业经济快速发展的背景下，人们对各种矿产资源的需求量也在不断提升，对矿产开采的质量与数量也提出了更高要求，相关人员必须对矿山机电控制进行优化升级，努力提高机电控制工作效率。矿山机电控制与矿产开采数量密切相关，将自动化技术应用于机电控制，可以优化控制体系、简化操作流程。基于自动化技术的矿山机电控制，只需极少的工作人员便可以完成复杂的控制程序，能够减轻相关人员的工作负担，降低人工操作的失误概率，由于工作人员相对较少，疏散工作相对简单，有利于保护矿山机电控制人员的生命安全。

2 自动化技术在矿山机电控制中的实际应用

2.1 自动化技术在矿山井下风门中的应用

在传统的矿山机电控制工作中，工作人员一般采取手动方式对矿山井下风门进行开启和闭合操作，井下风门的内外两侧压力差较大，增加了操作难度，如果操作不慎，还会造成井下风门的损毁。将自动化技术应用于矿山井下风门中，将人工手动操作转变为机器自动操作，可以有效克服手动操作存在的诸多阻碍，提高矿山井下风门控制的安全性与可靠性。象工作人员可以将自动化技术与红外线传感器相结合，对进出矿山井下风门的车辆、人员进行检测，利用自动化系统控制风门的开启和闭合。

为了降低矿山井下风门内外两侧的压力差，可以将自动化技术应用其中。首先在风门上设置一扇小窗，然后将风门开关程序与自动化系统相连，工作人员想要开启井下风门时，可以先将小窗打开，降低风门内外两侧的压力，再利用自动化系统代替人工操作，如此便可以用较小的力打开风门，不仅降低了力量输出，还能避免井下风门出现损坏。象基于自动化技术研发出来的气缸传动设置，该设置利用气缸传动时产生的动力带动风门，能够有效节约人力与物力，提高风门开启与闭合操作的安全性。

2.2 将自动化技术应用于矿山监控设备

矿山工作伴随着巨大的风险，为了提高矿山作业的安全程度，相关人员可以将自动化技术应用于矿山机电控制工作中，在矿山所有作业环境中安装视频监控设备，对各项工作进行实时监测，预防安全事故发生。一般采用矿山机电自动化集控技术对矿山井下工作进行监控，相关人员可以进口国外成熟设备，借鉴发达国家的经验和技术，结合我国现代科学技术，构建符合我国实际工作环境的机电自动化监控系统，提高矿山工作环境的安全性。

矿山井下作业环境十分复杂，传统的监控管理模式无法及时发现风险和问题，自动化技术在矿山机电控制工作中可以发挥极大作用，基于自动化技术构建的矿山自动化监控系统可以对井下环境进行全面监测，有利于保障井下工作人员的人身安全。矿山自动化监控系统包括了自动化技术、地理信息系统、无线通信技术，能够提高矿山井下传输信息的准确性，帮助井上工作人员掌握井下的工作情况，科学控制矿山作业进度。

2.3 自动化技术在矿井提升机中的应用

过去使用的矿井提升机的主要控制元件是继电器，矿井提升机安装在地面上，图1是目前矿上常用的矿井提升机示意图。将自动化技术应用于矿井提升机，利用可编程控制技术（PLC）对继电器进行改良，可以全面优化提升机的内部结构和设计方式，有利于提升矿井提升机的安全性与稳定性，提高提升机的运行质量与工作质量。

矿井提升机主要由制动系统、润滑系统、机械传动系统、观测和操作系统、安全和控制系统组成，利用自动化技术可以对制动系统、机械传动系统以及安全控制系统进行优化升级。由于矿山机电控制工作对安全性有较高的要求，所以工作人员在完成矿井提升机优化后，需要对其使用质量进行严格审查，并做好后期检修与养护工作。自动化技术不仅可以提高矿井提升机的运行安全性，还能简化操作过程，提高矿井提升机的使用效率与矿山机电控制的工作质量。

图 1 矿井提升机

2.4 将自动化技术应用于矿山挖掘设备

矿山井下工作环境相对较差，井下烟尘多而氧气少，如果地下水位超过正常范围，会增加井下作业难度，情况严重时甚至会危及井下工作人员的生命安全。将自动化技术应用于矿山挖掘工作中，可以优化大型挖掘设备，与人工共同作业，实现综合作业，有利于减少工作人员的工作量，在一定程度上降低了矿山井下作业的危险程度。基于自动化技术的电牵引采矿机在矿山开采工作中的应用范围较广，如果在电牵引采矿机中布设自动控制程序，则可以大幅度提升该设备的牵引力。电牵引采矿机适用于复杂的矿山工作环境，利用自动化技术对其进行优化升级，可以提高矿山机电控制质量。