自动化技术在矿山机电控制中的实际应用研究

张成全

（云南省曲靖市富源县能源局，云南 曲靖 655500）

进入21世纪以来，能源短缺问题已经成为制约社会发展的重要因素。随着我国能源结构的不断优化，矿产行业的产业模式发生了翻天覆地的变化，为满足社会日益增长的矿产资源需求，推动我国经济高质量发展，对矿产资源的智能化、自动化开发已经成为必然。而在矿产资源开发中，对机电设备的科学控制是确保正常开发矿产资源的重要保障，自动化技术的应用不仅有利于对矿产资源的持续、高效、稳定开发，还是矿产企业实现现代化的重要助力，不仅有利于提升矿产企业的竞争力，还有助于我国矿场企业在国际上立于不败之地，因此，对矿山控制中自动化技术的应用进行探讨有重要的现实意义[1]。

1 自动化技术概述

自动化技术是包含控制论、信息论、系统工程、电子学以及计算机技术的一门综合性学科技术。自动化技术应用范围非常广泛，小至扫地机器人，大到载人航天都离不开自动化技术的支持，可以说自动化技术是推动工业发展的重要力量。自动化技术在工业中的实际应用主要体现在计算机辅助设计、辅助制造、自动化办公等方面，通过自动化技术来帮助人们完成某项工作。

在矿山机电设备中使用最多的为PLC技术，其在矿山机电设备中最大的作用是替代了传统继电器，极大提升了矿产资源开发的自动化程度以及开发效率。但结合作者自身工作经验来看，PLC技术在矿山机电设备中的应用水平还有待提高[2]。

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

PLC技术能够通过编程对矿山资源开发过程进行数字化控制，不仅能够对矿山资源开采过程中所使用的各种设备进行简单化操作，还可以显著提升整个矿产资源开采过程的安全性和高效性。PLC技术可以在井下风门自动开闭的情况下用于生产，极大地提升了生产的安全性。在传统模式下，通常采取人工模式启闭风门，但人工启闭风门的过程不可避免地会受到外部因素的影响或限制，存在安全隐患。而自动化技术的应用，则可以有效地避免人工操作不规范，造成的风门损坏问题。

图1 煤矿井下全自动风门示意图

2.2 自动化技术在矿山监控设备中的应用

矿产资源的开发过程存在较大的安全隐患，因此，社会对矿工的安全关注度在不断地提升。自动化技术可以用于对矿工在日常操作中的行为进行监控，进而达到提升矿产资源开发安全性的目的。例如，在进行矿产资源开采的过程中，在对一些复杂多变的地质条件进行勘测时，利用自动化技术可以提升勘测的安全性，还有利于开采人员结合井下环境进行科学的开采设计。同时，自动通讯技术的应用有助于管理人员、开采人员根据获取到的井下坑道情况，制成井下动态效果图，对开采进度进行有效控制。最为重要的是，自动通信技术可以帮助井上人员对井下人员进行监控，实现对井下人员的精准定位，这样当井下出现危险时，可让救援人员以最快的速度帮助被困人员脱离危险[3]。

2.3 自动化技术在矿井提升机中的应用

提升设备是在矿产资源开采过程中使用最基础的设备，同时也是在矿产资源开采过程中使用最多的设备。提升机主要功能是对井下材料、人员、生产设备以及矿产资源进行运输等，因此，确保提升设备运行的安全性对于矿产开采具有重要的意义，一旦提升机在运行中出现故障，则不仅会影响对矿产资源的正常开发，还严重威胁着井下人员的生命安全。自动化技术的应用，可以提升提升机设备的自动控制程度和使用效率。

例如，在实践中利用PLC技术配置可编程控制器，能够实现对各控制部分、调节部分以及监控部分的自动化控制，采用分布式控制能够对个控制系统的独立控制器进行有效地控制，并通过总线与各分控制器进行通讯，提升变频调节准确性与通讯的时效性。

2.4 自动化技术在运胶带机中的应用

自动化技术在运胶带机中的应用确保了液压、制动和电控等功能的整体化与便捷性，实现了对云胶带机运行状态的实时在线监测功能，一旦运行出现问题，则控制系统能够基于既定控制指令，对运胶带机的参数进行在线调整，例如，对其供电电流、闸门等的调整。通过自动化技术的控制，运胶带机的运行稳定性、故障解决速度等都得到有效地提升。

2.5 在矿山挖掘设备中的应用

矿山的开采环境条件通常很差，烟尘多、氧含量低、地下水超标等不仅增加了矿山开采的难度，而且危害操作人员的生命安全。因此，将一些大型采矿设备用于矿山开采过程中，不仅解放了生产力，还提升了整个开采过程的安全性，降低了生产作业的风险。例如，电力牵引采矿机是当前广泛使用的采矿挖掘设备，自动化技术在此类设备中的应用已经相对成熟，与一般的挖掘设备相比，该挖掘设备的牵引特性要好得多，在设备上增加一个自动控制系统，就可以提供较大的牵引力，针对设备滑落，可采用自动控制系统来实现发电制动，避免制动器滑落。

因此，即使在倾斜度为40°～50°之间的倾斜矿石层中，也可以正常使用该挖掘设备。电动牵引采煤机可用于环境较为复杂的矿井，并可以在高角度环境下作业，从而提高了采矿效率。

3 结语

总而言之，自动化技术在矿山机电控制中的应用不仅涉及简单的应用领域，在一些复杂的技术领域同样具有广泛的应用。结合实际应用情况来看，目前，自动化技术在矿山机电设备中的应用主要体现在风门、皮带输送机等水平较低，且劳动强度相对较高的领域。

但结合现今社会对矿山开采需求来看，在自动化集中控制方面，更需要考虑采用自动化技术对矿产资源的开采过程进行监控，以确保生产率的快速提升并获得良好的经济效益，同时也使煤矿得到平稳快速发展。相信在不久的将来，随着各种智能设备以及无线传感技术的应用，自动化技术在矿山机电控制中的应用范围将愈加广泛，发挥的作用也更加巨大，到那时，矿产资源的开采过程将愈加安全和高效。