电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的应用

2019-12-02李斐

电子技术与软件工程 2019年13期

文/李斐

近年来随着我国煤矿开采行业的不断进步与发展，对煤矿开采作业的安全性能和开采作业效率提出更高更新的要求，电气自动化控制技术作为煤矿开采自动化作业的核心技术，对实现现代化煤矿开采的高效安全作业起到重要推动作用，是现代煤矿机械开采发展新的技术领域。

1 电气自动化技术的特点

自工业革命以来，电气自动化技术在机械制造、生产加工领域迅速发展，在很大程度上提高机械制造及生产加工效率，同时加快现代工业生产的高集成化，推动现代化生产技术和生产方式的革新，未来随着电气自动化技术逐步应用到其他领域，将会发挥越来越重要的作用。电气自动化技术主要利用电子技术取代传统的人工作业方式，依托电气自动化控制系统完成各项生产作业。该技术主要由信号采集、信号处理、中央控制器、信号反馈系统等基本模块构成，通常在机械工业制造领域的应用过程中，需要根据自动化作业的环境和特点，对电气自动化控制基础模块进行优化，以此达到更好的自动控制效果。随着计算机技术、人工智能技术的不断渗透发展，电气自动化控制技术也将面临新的挑战，对自动化控制的精密度和高效率提出新的更高要求。

2 煤矿机械开采技术的特点

2.1 设备特点

传统的煤矿开采作业通常利用无轨化运输对煤矿进行运输，以此确保煤矿开采的生产作业效率，减少煤矿开采作业时间成本，有效提升煤矿生产的整体经济效益。为促进煤矿机械的集成化作业，现代煤矿开采往往采用一矿一面、一矿两面的开采作业方式，以此加大煤矿开采的生产力，因此，需要提高开采作业面的机械设备性能，才能确保煤矿开采效率的提升。同时，新型的综合采煤设备系统也是未来煤矿机械开采的发展方向，综合采煤设备系统在保证煤矿开采质量的同时，使煤矿开采效率得到显著提升，且具有很强的承载性和实用性，在煤矿机械开采过程中，综合采煤设备系统牵引采煤机生产作业的承载能力可达到1100-1200t，包括碎煤、输送等在内每小时产煤量范围为500-2200t。由于各项机械设备性能良好，且可操作性较强，易于对各项机械实现电气自动化控制，可根据实际煤矿开采和作用环境需要，对煤矿开采机械进行改良，促进煤矿开采机电一体化的快速发展。

2.2 机械开采技术安全性

由于煤矿开采作业环境较一般工程更为复杂多变，恶劣的开采作业条件严重影响煤矿生产进度，尤其是在阴暗潮湿的矿道内作业，煤矿粉尘会进入煤矿工人的呼吸道，对其生命安全构成威胁，另外，在煤矿开采过程中一些不可控因素导致煤矿开采事故时有发生。将电气自动化技术引入到煤矿机械开采过程中，与先进的机械设备相结合，以电子技术代替人工生产方式，使得煤矿开采作业更加高效合理，同时也在很大程度上降低了煤矿开采的风险系数，为煤矿开采人员提供更加安全的生产作业环境。

3 电气自动化控制技术在煤矿开采中的应用

3.1 对采煤机进行改良

随着煤矿开采行业的不断发展，煤矿开采技术也在发生日新月异的变化，为了满足煤矿开采技术要求，必须运用电气自动化控制技术对采煤机性能进行相应的改良，从传统的机械采煤机逐步形成自动化控制程度更高的滚筒式采煤机，采煤机自动化发展过程侧面反映了煤矿开采技术的不断更新。自动滚筒式采煤机的核心部分是液压支架，该自动控制支架适用于年产煤量超过600×104t的煤矿工作面。通过电气自动化控制技术可根据煤矿开采时的煤层厚度自动调整液压支架高度，随着电气自动化技术的不断更新，液压支架也从两柱式掩护升级为四柱式掩护。相对于欧美发达国家，由于设备技术成本等原因，我国的煤矿开采液压电气自动控制支架系统的普及率还较低，应加大液压支架自动控制技术在我国煤矿开采领域的应用推广力度，运用先进的电气自动化控制技术不断优化煤矿开采系统，合理提高煤炭资源开采利用率，在保障煤矿生产安全的同时，实现煤矿生产经济效益的最大化。

3.2 提高煤矿开采的人性化

煤矿开采作业的人性化不仅表现在开采作业的安全性能方面，而且还体现在机械设备的操控方面。对于煤矿开采设备故障问题的解决，应根据电气自动化控制技术原理，结合煤矿开采环境特点和采煤机的机电一体需求，为煤矿开采设备作业提供人性化的技术支持，以此确保煤矿开采设备系统高效安全运转。通常情况下，煤层硬度等煤矿开采条件均会影响采煤机的开采作业进度，通过电气自动化控制技术根据煤层硬度及特性合理控制开采速度，可以使煤炭开采过程更加平稳，更加人性化。针对液压支架的不同受力点，运用电气自动化控制技术自动控制调节并推进煤矿开采。另外，煤矿开采单位应将电气自动化控制作为煤矿开采机械设备的主要改良方向，以此提升煤矿开采设备的机电一体化性能，同时注意跟踪监测自动化采煤机的运行性能，及时发现自动控制故障问题并进行修正，以此提升煤矿开采机械设备的自动化控制水平。