煤礦機(jī)電自動化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用研究

煤礦機(jī)電自動化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用研究摘要:在煤礦企業(yè)“五化”建設(shè)進(jìn)程中，電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)械設(shè)備中是必不可少的。電氣自動化技術(shù)經(jīng)過長時間的開發(fā)與應(yīng)用，取得了顯著的成果。其不僅能改善現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備工作的薄弱環(huán)節(jié)，使采礦流程更加規(guī)范化與自動化，提高采礦生產(chǎn)效率，同時對加強(qiáng)安全管理，提升煤礦安全保障能力有著十分重要的作用。因此，煤礦企業(yè)要從機(jī)械化自動化向智能應(yīng)的方向發(fā)展，就應(yīng)當(dāng)重視電氣自動化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，給予資金、技術(shù)、人力等方面的支持，不斷擴(kuò)大電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍。關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電；自動化技術(shù)；創(chuàng)新應(yīng)用引言隨著機(jī)電自動化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用，極大地提升了采掘工作面的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，在很大程度上推動了煤礦采掘工作面的智能化發(fā)展。因此，對機(jī)電自動化技術(shù)在煤礦采掘工作面中的應(yīng)用進(jìn)行分析有著較為重要的意義。1內(nèi)涵隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化控制技術(shù)的出現(xiàn)給煤炭行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。其主要組成部分包括自動軟件、自動控制系統(tǒng)和機(jī)械硬件。在技術(shù)手段和儀器的幫助下，采礦過程得到了精細(xì)的控制和進(jìn)一步的優(yōu)化，提高了采礦效率和降低安全生產(chǎn)風(fēng)險。電氣自動化控制技術(shù)雖然產(chǎn)生的時間很短，但不可否認(rèn)的是，它促進(jìn)了礦山生產(chǎn)流程，使礦山機(jī)電設(shè)備朝著技術(shù)化、自動化、精密化的方向發(fā)展。煤礦企業(yè)要運用好電氣自動化控制技術(shù)，就需要實現(xiàn)技術(shù)與采礦機(jī)電設(shè)備的充分融合，創(chuàng)新應(yīng)用信息技術(shù)于采礦生產(chǎn)中，不斷提升采礦現(xiàn)場的計算機(jī)與傳感器技術(shù)應(yīng)用水平，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價值。2機(jī)電自動化技術(shù)的特點2.1多樣化隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)研究和開發(fā)中出現(xiàn)了許多新技術(shù)，這些新技術(shù)主要反映了技術(shù)方法的表面狀態(tài)和多樣化形式。在煤礦機(jī)電自動化技術(shù)中，它已合理演變?yōu)槎喾N形式的技術(shù)現(xiàn)象，促進(jìn)了煤礦機(jī)電技術(shù)在實際應(yīng)用中的多樣化選擇。在進(jìn)行技術(shù)選擇方面，必須根據(jù)煤礦機(jī)電自身的特點和優(yōu)勢加強(qiáng)管理和把控，提升煤礦經(jīng)濟(jì)效益。2.2安全性和可靠性目前，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等多項專業(yè)技術(shù)已應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，促進(jìn)了我國煤炭工業(yè)的快速發(fā)展。經(jīng)過分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)機(jī)電自動化技術(shù)的優(yōu)勢主要集中在以下幾個方面：機(jī)電自動化技術(shù)具有良好的安全性和穩(wěn)定性。與以往煤礦生產(chǎn)中人工操作技術(shù)相比來看，將機(jī)電自動化技術(shù)加以實踐運用可以對煤礦生產(chǎn)過程中涉及到的所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)加以監(jiān)督和管控，從而能夠及時高效的對生產(chǎn)中所存在的問題加以判斷，進(jìn)而利用有效的方法來加以解決，保證生產(chǎn)工作有序高效開展。尤其是在各種復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行煤礦的生產(chǎn)工作往往會遇到諸多的隱形風(fēng)險。所以要想切實保證煤礦生產(chǎn)工作的安全性和高效性，就需要積極的將自動化技術(shù)合理地引用到生產(chǎn)實踐之中，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效率的提升。2.3智能化隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越快，在智能技術(shù)應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域的同時，還將開展生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和改進(jìn)，加強(qiáng)我國機(jī)電自動化系統(tǒng)的智能信息處理和采集，確保煤礦供電和提升運輸系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，智能化技術(shù)中的感知特點、記憶性能和適用效果保持良好狀態(tài)，在生產(chǎn)過程中依靠煤礦開采工作進(jìn)行全面調(diào)整，促進(jìn)我國煤炭產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展。3發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械自動化設(shè)備在各行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，機(jī)電自動化集中控制在煤礦企業(yè)中也得到了應(yīng)用，極大地提高了煤礦開采效率，提高了開采過程的安全性。煤礦機(jī)電自動化設(shè)備的應(yīng)用改變了煤礦企業(yè)的采掘工作形式，逐步由傳統(tǒng)的勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，更適應(yīng)社會發(fā)展的需要。如今，煤礦企業(yè)的開采工作離不開自動化集中控制技術(shù)。在生產(chǎn)過程中，既能保證安全生產(chǎn)，又便于維護(hù)。它具有信息化、程序化和智能化的特點。目前，國內(nèi)煤礦機(jī)電自動化集控與國外一些發(fā)達(dá)國家相比，仍然存在著一些差距，在實際推廣和普及方面的工作做得不夠到位，造成國內(nèi)煤礦企業(yè)對先進(jìn)設(shè)備的使用率較低，在一定程度上制約了國內(nèi)煤礦機(jī)電自動化集控的發(fā)展和應(yīng)用。在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中，機(jī)電自動化集控技術(shù)作為制約企業(yè)發(fā)展的一項核心技術(shù)，對于煤礦開采工作能夠提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，有利于企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。4存在的問題良好的環(huán)境體系離不開完善的管理體制和機(jī)制。完善管理體制和機(jī)制主要是通過相關(guān)的應(yīng)用手段來保證自動化技術(shù)的發(fā)展。從目前煤礦機(jī)電技術(shù)的實踐來看，在自動化技術(shù)的實際生產(chǎn)和應(yīng)用中，存在許多不完善的管理制度，這將直接影響煤礦機(jī)電自動化技術(shù)在實際過程中的發(fā)展前景。但也有少數(shù)煤礦企業(yè)制定了相關(guān)管理制度，主要局限于地面部分。煤炭工作的改進(jìn)在實際開采中沒有起到科學(xué)實用的效果，不利于自動化技術(shù)的實際應(yīng)用。因此，合理創(chuàng)建系統(tǒng)化、整體化、層次化等自動化技術(shù)能夠發(fā)揮實際優(yōu)勢在管體制機(jī)制上實現(xiàn)應(yīng)用，促進(jìn)管理制度的完善。煤礦機(jī)電自動化技術(shù)在專業(yè)領(lǐng)域中具有較強(qiáng)優(yōu)勢，但是，在應(yīng)用過程中必須通過專業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)。根據(jù)設(shè)計情況進(jìn)行分析，由于當(dāng)前自動化技術(shù)在實際應(yīng)用中層次較低，在煤炭開采方面仍然存在初期階段，導(dǎo)致整體在操作工作中存在不良影響，在工作過程中很難發(fā)揮自動化技術(shù)的優(yōu)勢展現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用。再者，由于一些操作人員在實際工作過程中專業(yè)素養(yǎng)不高，導(dǎo)致相關(guān)專業(yè)技術(shù)存在很多缺陷。因煤礦機(jī)電自動化專業(yè)在實際學(xué)習(xí)中沒有實現(xiàn)全面總結(jié)，缺少相關(guān)操作經(jīng)驗，將自動化技術(shù)在實際應(yīng)用中發(fā)揮自我態(tài)度，具有隨意性，導(dǎo)致在實際操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)錯誤現(xiàn)象，降低工作效率也會產(chǎn)生安全問題。5自動化技術(shù)的應(yīng)用5.1在采煤機(jī)中的應(yīng)用在煤礦裝備綜合機(jī)械化采煤工作面的過程中，作為三機(jī)配套的采煤機(jī)選型對煤礦的安全生產(chǎn)及工作效率有著十分重要的作用。因此煤礦機(jī)電自動化集中控制技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用更加集中。目前，普通電牽引采煤機(jī)采用電牽引新技術(shù)，既能為采煤機(jī)的運行提供電源牽引，又能通過滑動制動為采煤機(jī)發(fā)電，充分利用采煤機(jī)運行過程中產(chǎn)生的電能。電牽引采煤機(jī)工作性能穩(wěn)定，設(shè)備故障可能性低，實際運行中所需的維護(hù)工作也較少，因此在我國煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。在電牽引采煤機(jī)使用前，應(yīng)根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實際情況來對其中的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，更好地發(fā)揮出電牽引采煤機(jī)在傳動方面的優(yōu)勢。隨著各種信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在煤礦生產(chǎn)的過程中電牽引采煤機(jī)也得到了推廣和優(yōu)化，在煤礦生產(chǎn)運輸?shù)倪^程中發(fā)揮出更大的作用。5.2自動監(jiān)控技術(shù)隨著標(biāo)準(zhǔn)化礦井建設(shè)工作的推進(jìn)，目前礦井的整體安全系數(shù)比以前有了很大提高，但它仍然屬于高風(fēng)險行業(yè)。因此，在煤礦井下采掘作過程中，技術(shù)人員應(yīng)通過機(jī)電自動化技術(shù)實現(xiàn)對采掘工作面機(jī)電設(shè)備進(jìn)行綜合的監(jiān)控。因為當(dāng)前我國很多煤礦都屬深井供電系統(tǒng)，隨著開采深度的進(jìn)一步深入，井下工作的環(huán)境較為復(fù)雜。為了提升采掘工作安全性，應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)地掌握掘進(jìn)工作面采掘的實際速度、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的安全狀況等，采取針對性的措施，對采掘工作面進(jìn)行全面監(jiān)控，通過機(jī)電自動化技術(shù)，監(jiān)控設(shè)備將相關(guān)的信息傳輸?shù)降V井信息控制中心，技術(shù)人員根據(jù)采掘工作面實際的情況，作出對應(yīng)的調(diào)控。若出現(xiàn)了工作面環(huán)境較大變化而影響到采掘工作安全性的問題，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將信息及時提醒相關(guān)人員，讓相關(guān)人員及時撤出，防止在采掘過程中出現(xiàn)安全事故。在對采掘進(jìn)工作面進(jìn)行監(jiān)控時，可通過機(jī)電自動化檢測技術(shù)中的組態(tài)軟件實現(xiàn)對可編程控制器的全面掌握，從而實現(xiàn)更為全面的監(jiān)控。主要功能是對采掘進(jìn)工作面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、存儲及顯示等，對于其中使用到的下位機(jī)，主要是通過PLC與基站控制，通過使用計算機(jī)軟件實現(xiàn)人和機(jī)器的有效互動，實現(xiàn)全面監(jiān)控的效果。5.3在膠帶運輸機(jī)中的應(yīng)用帶式輸送機(jī)的功能是運煤和出矸。為了不影響煤炭的生產(chǎn)效率，帶式輸送機(jī)需要長時間運行。帶式輸送機(jī)在運行過程中會出現(xiàn)各種故障，需要井下工作人員定期對帶式輸送機(jī)進(jìn)行檢查。然而，帶式輸送機(jī)的長度相對較長，一些小故障不容易發(fā)現(xiàn)。如果你把它們都檢查一遍，那將是一項艱巨的工作。帶式輸送機(jī)實現(xiàn)自動控制后，系統(tǒng)將根據(jù)預(yù)設(shè)程序?qū)捷斔蜋C(jī)進(jìn)行監(jiān)控。如果出現(xiàn)異常操作，控制系統(tǒng)將發(fā)出警報，同時，還會判斷故障的嚴(yán)重程度，如果是很嚴(yán)重的故障，便會對膠帶機(jī)緊急制動，以免對井下的安全產(chǎn)生影響。此外，通過壓力傳感可以監(jiān)測到膠帶上面煤炭的重量，控制系統(tǒng)可以根據(jù)重量大小靈活地調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，節(jié)能省電的同時還可以避免電機(jī)長時間負(fù)荷運行。5.4在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用通過對煤礦機(jī)電設(shè)備運行情況的綜合分析，發(fā)現(xiàn)在煤礦各類機(jī)電設(shè)備中，礦井提升機(jī)是目前自動化水平最高的設(shè)備。礦井提升機(jī)主要用于運輸生產(chǎn)設(shè)備材料和矸石。在實際生產(chǎn)過程中，煤礦開采工作的整體效率和質(zhì)量往往與礦井提升機(jī)的運行密切相關(guān)。礦井提升機(jī)的運行是由電氣控制系統(tǒng)完成的。在整個電氣控制系統(tǒng)中，自動化技術(shù)的作用非常巨大，這也充分表明自動化技術(shù)的水平與礦井提升機(jī)的運行密切相關(guān)。當(dāng)下，國內(nèi)大部分煤礦企業(yè)使用的都是全數(shù)字化的礦井提升機(jī)，這類設(shè)備的自動化技術(shù)水平更高，其實質(zhì)是利用電腦設(shè)備來進(jìn)行編程從而實現(xiàn)對控制器運轉(zhuǎn)的調(diào)控。但相較其他控制器，高水平的電腦設(shè)備可編程控制器的主要工作是對總線通信控制技術(shù)方法加以實踐運用，主要作用是促進(jìn)提升機(jī)運行的穩(wěn)定性和安全性，盡可能地規(guī)避各類危險事故的發(fā)生。如圖1為自動化控制改造后的提升機(jī)控制系統(tǒng)圖。圖1提升機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5.5掘錨一體化技術(shù)在巷道掘進(jìn)過程中，通常需要使用各種類型的臨時支護(hù)。從傳統(tǒng)支持的角度，一般會采用“一掘一支”的方式，在這種模式下，支護(hù)工作和掘進(jìn)工作分開，對作業(yè)整體質(zhì)量和效率的負(fù)面影響更為明顯。因此，井下一線從業(yè)人員費力費時，勞動強(qiáng)度相對較大，現(xiàn)場操作風(fēng)險較高。所以，為了全面提升綜掘的整體效率，對整個掘進(jìn)技術(shù)可通過機(jī)電自動化技術(shù)進(jìn)行針對性的優(yōu)化，通過在掘進(jìn)機(jī)械上安裝錨護(hù)裝置的方式，在不退機(jī)的前提下，實現(xiàn)對頂板錨桿、幫部錨桿的有效支護(hù)。這種配套錨護(hù)主要包含有分流集閥、管理、換向閥及伸縮油缸、降油缸等。主要的工作原理是將掘進(jìn)機(jī)中自身液壓控制系統(tǒng)全部調(diào)整到掘進(jìn)作業(yè)工作中，從而實現(xiàn)對頂部錨桿、幫部錨桿的有效支護(hù)。在支護(hù)過程中，對掘進(jìn)施工整體的影響較小，切換也相對較為便捷。5.6在礦井井下傳送帶中的應(yīng)用在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中，井下輸送帶作為運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，必須保證連續(xù)運行，而傳統(tǒng)的礦井井下傳送帶已經(jīng)無法滿足目前對于生產(chǎn)運輸?shù)男枨?，運輸量較低，安全性也有待提高，在使用了國內(nèi)自主研發(fā)的運輸設(shè)備后，極大地改善了這一現(xiàn)狀。新型的帶式運輸機(jī)主要運用了機(jī)電一體化設(shè)備以及CST可控軟件，確保煤礦生產(chǎn)運輸?shù)倪B續(xù)性。在新型的帶式運輸機(jī)中更加智能化，最大程度地減少設(shè)運輸?shù)腻e誤率。但是在現(xiàn)階段煤礦機(jī)電自動化集控在礦井井下傳送帶中的應(yīng)用，仍然存在著一些問題亟待解決，其中最為突出的問題就是礦井傳送帶中間的驅(qū)動點穩(wěn)定性較差，這就為礦井工作增加了運行的隱患。針對我國在科學(xué)研究過程中研發(fā)出自動化帶式運輸機(jī)，它主要應(yīng)用于機(jī)電自動化技術(shù)，通過SCT可控軟件保持實際支持效果，合理保障井下原煤運輸在實際過程中存在不間斷性，借助智能化保障實際監(jiān)督效果，大幅度減少在設(shè)備工作中出現(xiàn)的故障和錯誤現(xiàn)象。5.7掘進(jìn)機(jī)自動糾偏技術(shù)為了保證掘進(jìn)機(jī)在工作過程中能繼續(xù)沿巷道中心線前進(jìn)，防止跑偏問題，掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入下一個工作環(huán)節(jié)后，應(yīng)在機(jī)電自動化技術(shù)下實現(xiàn)自動糾偏。能否實現(xiàn)自動糾偏的效果，應(yīng)從方向、位置等方面進(jìn)行判斷。在其中可使用三維電子羅盤儀，從而對掘進(jìn)機(jī)方向進(jìn)行針對性的判斷，主要是通過對掘進(jìn)機(jī)方向夾角進(jìn)行判斷的方式，將巷道中心線與掘進(jìn)機(jī)中線之間所形成角度偏差進(jìn)行判別，并將這些作為基礎(chǔ)，通過激光指示儀實現(xiàn)對方向的有效糾正，從而實現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)方向的有效控制。對于兩者出現(xiàn)的位置偏差情況，可選擇使用超聲波測距離儀器，選擇使用超聲波回聲測距、精準(zhǔn)測量等方式，對其中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行測量，再利用二軸傾角傳感器檢測水平面和機(jī)身俯仰角是否沿著預(yù)設(shè)的位置掘進(jìn)，還可以通過比例電磁閥、行走馬達(dá)和PLVC單元調(diào)整掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的位置和方向。6改進(jìn)措施為了擴(kuò)大電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用水平，煤礦企業(yè)應(yīng)不斷優(yōu)化煤礦現(xiàn)場和運輸巷道等工作環(huán)境，保護(hù)和儲存不同部件，防止腐蝕和潮濕。例如，在潮濕環(huán)境中做好防潮通風(fēng)，在振動環(huán)境中保持部件的穩(wěn)定和固定。此外，電氣自動化技術(shù)需要員工進(jìn)行調(diào)節(jié)和檢測，因此需要配備精通電氣自動化技術(shù)規(guī)范、能夠?qū)⒓夹g(shù)與實際采礦經(jīng)驗相結(jié)合的專業(yè)高素質(zhì)人員和不斷升級的電氣自動化技術(shù)。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)運營的過程中，必須要建立一套完善的管理制度，對設(shè)備的使用、維修進(jìn)行全面的管理，并在日常工作中對設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)。在設(shè)備管理制度中，應(yīng)對每個人的責(zé)任進(jìn)行明確，將責(zé)任具體到個人身上，當(dāng)使用或者維修設(shè)備之后，也應(yīng)及時地做好相關(guān)的記錄工作，以便于對設(shè)備進(jìn)行管理。設(shè)備的狀態(tài)管理具體包括對設(shè)備的檢測和對設(shè)備技術(shù)兩方面的管理工作，設(shè)備檢測氛圍在線自動檢測和離線檢測，設(shè)備技術(shù)管理通過檢驗設(shè)備運行參數(shù)是否正確，能夠?qū)υO(shè)備整體的運行情況進(jìn)行跟蹤，有效地監(jiān)督設(shè)備的動態(tài)情況，從而實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的有效管理。結(jié)束語綜上所述，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用使煤礦企業(yè)整體的電能損耗減少，在設(shè)備運行過程中，利用變頻節(jié)能技術(shù)加以控制，可以有效的達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，在充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的作用的同時，進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)力和安全保障能力。對煤礦設(shè)備進(jìn)行自動化改造，實現(xiàn)了煤礦機(jī)電設(shè)備一體化的管理，通過地面總控室對井下機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全局性的監(jiān)管，對井下從業(yè)人員的工作任務(wù)進(jìn)行精確分配，還可以實時監(jiān)控設(shè)備的運行