煤矿机电设备自动化技术应用

2021-05-10

当代化工研究 2021年8期

（晋能控股煤业集团赵庄二号井山西 048000）

自动化技术主要应用计算机先进的PLC编程方法来快速、准确的传输具体信息，进而合理的控制机电设备的正常使用。目前，自动化技术在煤矿机电设备中应用的非常普遍，并且已经取得了非常明显的使用效果。煤矿企业在生产煤矿的时候，合理的使用自动化技术在一定程度上可以提高采煤质量和采煤效率，确保煤矿生产过程中的可靠性，提高安全系数，并不断满足采煤工作的新技术和新要求。

1.应用自动化技术的积极意义

图1 煤矿机电设备自动化系统

煤矿企业在采煤过程中会受到各种各样因素的影响。使用自动化技术可以很好的监督和管理采煤现场的一些情况，把信息及时的传达给工作人员，然后结合企业的生产目标合理的判断采煤工作中是否会发生异常情况。相比于工作人员的检查，机电设备自动化（图1）会有很多显著的优点，会大大提高采煤工作的效率和产量。自动化技术通过计算机系统进行编程，这样可以自动控制机电设备的工作情况，保证机电设备能够正常运行，提高运行过程中的可靠性。在生产煤矿的时候，使用自动化技术可以快速、准确的收集和分析所得数据。一旦数据出现异常情况，会自动采取一系列措施解决问题。

2.煤矿机电设备概述

(1)煤矿机电设备的重要性

煤矿企业正在全面进行工业化生产，机电设备已经在煤矿生产过程的多个方面进行广泛的应用。煤矿企业积极引进先进的机电设备，设备的类型也在不断改进和升级。目前，在开采煤矿的过程中，主要还是依靠机械作业，可以明显提升采煤的工作效率和生产质量，还能够确保煤矿企业的顺利生产，提高生产的技术和先进水平。

(2)煤矿机电设备的组成

图2 机电设备传送机

煤矿开采需要多种系统的合作，机电设备主要由采煤机，电源系统，通风设备和传送设备（图2）组成。采煤机减少了生产过程中工人的劳动量，采煤工艺逐渐优化，提高了工作的效率和工作产量，有效提高了煤矿资源的开采率。电源系统主要根据高压电源的科学设计，并且积极的适应双电源的电路，以防止矿山的电源在意外情况下中断。通风设备由主风扇，辅助风扇和局部风扇这三部分组成，他们会把产生的一些有毒有害气体合理的排放到指定位置，科学的稀释煤矿井下的粉尘浓度，并给地下工作人员提供足够的空气。传输设备也在不断的改进和研发，煤矿企业有效的进行采煤工作，这是非常重要的研发项目。传输机在煤矿开采中起着至关重要的作用，矿山输送带自动控制的应用是有关部门的研究重点。

3.自动化技术在煤矿机电设备中的应用

(1)在煤矿升降设备中的应用

在煤矿建设中，起重设备主要起到连接地下空间和竖井空间，传递人员，物资和设备的作用。自动化技术在起重设备电控系统中的应用将有助于增强起重设备运行的稳定性和安全性，实现起重设备的精确变频。不仅可以满足起重设备的基本动作要求，而且还可以配置实时监控，故障分析，故障报警等命令信息，以确保终端人员可以全面监控通过计算机界面了解起重设备的自动运行状态，并掌握存在的或可能存在的危险或设备故障。

(2)在煤矿传送设备中的应用

输送机设备是将煤炭资源从矿场传输到竖井上方空间的关键设备，主要由输送机和电机组成。在实际的煤矿生产过程中，虽然传输设备结构简单，但却是最容易发生故障的煤矿机电设备。如果煤矿运输设备（图3）出现运行中断和传送带漂移的情况，将导致过多的煤炭泄漏并降低生产效率，在最坏的情况下，将导致煤炭运输阻塞和造成生产活动的长期中断。自动化技术可以显着降低煤矿运输设备故障的可能性。传输设备的自动控制系统主要由控制台，操作界面，保护装置和传感器组成。当传送带漂移或失速时，传送带上的光学传感器将迅速收集故障状况，并将相关数据传输到控制台终端系统。此时，控制系统可以将传送带的当前路径和总线位置与预设值进行比较和分析，然后将特定的调节信号发送回传送器设备，驱动设备可以进行调节传送带的位置。随着传感器技术和PLC技术的飞速发展，输送设备的自动控制系统还可以分析设备的温度和精度，从而提高了输送设备的运行稳定性，保证了输送设备的高质量。

图3 煤矿运输设备

(3)在煤矿开采设备中的应用

在传统的煤矿建设中，采矿设备的运行水平主要受负荷量的影响。基于采矿活动的连续性，采矿设备必须长时间处于高负荷运行状态。如果现场人员忽视设备的管理和控制，则容易发生过热和磨损，这将严重缩短采矿设备的使用寿命。自动化技术应用后，终端系统界面可以显示工作时间，负荷水平，矿山设备内部和外部温度等数据，并结合预设的工作阈值进行合理的控制。此外，环境因素也会导致采矿设备故障。例如，当传统的采煤机用于采煤时，它们通常由于不平坦的地形而进入下降状态，然后由于能量不平衡而关闭。使用自动化技术的电动牵引剪可以防止此类故障。传感器从施工环境中扫描地形信息并将其传输到自动控制系统后，剪切机的牵引分量将自动产生与地形相反的力，从而提高了采煤机的稳定性，确保了有效的利用和推子电源的正常性能。

4.自动化技术在煤矿机电设备中的应用策略

(1)将其应用在矿井提升设备中

煤矿企业在开采煤矿的过程中，需要用到提升设备，其发挥着重要的作用。全部的开采设备和工作人员等都需要利用提升设备来完成工作，不断满足所有的传输工作。以前都是利用起重设备来进行运输，不过工作效率非常低，没有较高的精确度，安全性很低，不能满足煤矿生产工作的一些运输要求。自动化技术开始普遍应用，控制系统也较为先进，有明显的利用优势，不受外界因素的干扰，有极强的响应能力，可以实现自动运输和控制。煤矿企业要科学的应用自动化技术，这样在一定程度上可以减少安全事故发生的次数，降低运行过程中加减速引起的大作用力。

(2)将其应用在实时监控中

在采煤的时候，煤矿会受到不同方面因素的共同影响，而且还会面临很多危险情况。在进行煤矿开采时，专业技术人员要时刻监测煤矿井下瓦斯的含量和浓度，并确定其值，以确保工人在安全的环境中工作。传统矿山的监测是在进入矿山之前进行的，但不能保证环境在运行过程中会发生改变。要把自动化技术有效的应用在实时监控中，这样可以随时观察到危险情况，并及时采取正确的解决办法，减少安全事故的发生。先进的信息技术（例如Internet，数据挖掘和分析技术以及云计算）被有效地用于自动化监控技术中，以执行数据分析和管理并为人们提供安全的工作环境。

(3)将其应用在电牵引采煤机中

电力牵引已逐渐取代煤矿公司中的液压牵引剪，并取得了显著成效。它可以实现自我保护，灵敏的控制和监视状态等基本功能，并且易于操作，高度自动化和高度可靠。随着现代技术的不断发展，电力牵引也得到了一定程度的改进。通过使用传感器进行编程和控制，他们可以在运行的时候不断收集相应的数据，合理的检测设备的运行状态并有效诊断设备各个零部件的工作情况。一旦发现有任何问题，需要第一时间告诉相关的专业人员，然后分析问题出现的原因和类型，再探讨一系列解决办法。另外，专业人员可以按照设备的不同工作条件，利用科学的变频技术来科学调整设备的一些工作参数，这样可以保证电源始终处于安全、稳定的工作状态，减少工作过程中的消耗，提升设备的工作效率。