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摘要:為了進(jìn)一步提升煤礦開采的效率和保證安全性,應(yīng)在煤礦開采中大幅度應(yīng)用自動化技術(shù)。通過分析煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的優(yōu)勢,探討了自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用,可以為煤礦機(jī)電設(shè)備的自動化改造提供一定的參考。
關(guān)鍵詞:煤礦開采;機(jī)電設(shè)備;自動化技術(shù)
隨著煤炭科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,煤炭產(chǎn)量逐年提升。與此同時,煤礦開采的安全性也得到了顯著提升。由于中國煤礦地質(zhì)條件的復(fù)雜性,煤礦災(zāi)害事故仍然有發(fā)生的可能。為此,需要采用自動化控制的煤礦機(jī)電設(shè)備代替工人進(jìn)行危險作業(yè)。此外,近些年來,煤礦產(chǎn)能過剩,導(dǎo)致煤礦的競爭壓力日益激烈,減人提效是煤礦企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路[1-3]。實現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的自動化能較好地滿足這一需要。本文分析了煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的優(yōu)勢,探討了其在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用情況。
1煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的優(yōu)勢分析
自動化技術(shù)代表了最先進(jìn)的生產(chǎn)力,其在煤礦生產(chǎn)中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為機(jī)電設(shè)備的操作更加簡便、機(jī)電設(shè)備的使用更安全、大幅度提高生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本。下面將進(jìn)行具體分析。
1.1機(jī)電設(shè)備的操作更加簡便
與傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備相比,自動化機(jī)電設(shè)備的操作更加簡便。自動化控制過程中采用了檢測技術(shù)和控制電機(jī)技術(shù),使得對機(jī)電設(shè)備的控制更加靈敏。在操控設(shè)備時,只需要操控設(shè)備少量的按鈕,且各個按鈕代表的功能易于識別,不需要基于設(shè)備的使用經(jīng)驗來手動調(diào)節(jié)設(shè)備狀態(tài)。此外,通過自動化設(shè)備上自帶的一些儀表,可輕松了解設(shè)備的狀態(tài)參數(shù),從而可更有效地對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
1.2機(jī)電設(shè)備的使用更加安全
在自動化機(jī)電設(shè)備上通常裝有故障診斷裝置和報警裝置,可以在很大程度上降低安全事故發(fā)生的可能性,從而使機(jī)電設(shè)備的使用更加安全。一旦出現(xiàn)故障,自動化機(jī)電設(shè)備內(nèi)部的某些程序會運(yùn)行,發(fā)出相應(yīng)的動作指令,使設(shè)備自動處于最安全的狀態(tài)。發(fā)出的報警信號可及時通知有關(guān)人員進(jìn)行維修,從而避免某些機(jī)電設(shè)備故障釀成煤礦機(jī)電安全事故。此外,更為重要的是,自動化技術(shù)的應(yīng)用減輕了某些井下崗位工作人員的數(shù)量,這在某種程度上保護(hù)了工人的生命安全。
1.3大幅度提高生產(chǎn)效率
煤礦機(jī)電設(shè)備自動化能大幅度提高生產(chǎn)效率。通過設(shè)備的自動化運(yùn)行,可以節(jié)省人員換班和工人對機(jī)電設(shè)備工況檢查的時間。使用自動化機(jī)電設(shè)備的關(guān)鍵在于通過對周圍環(huán)境的自動檢測,根據(jù)外部檢測的狀況按照某種規(guī)律自動運(yùn)行。這樣,機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行不依賴于人的操作,從而實現(xiàn)全天自動運(yùn)行,大幅度提高了生產(chǎn)效率。
1.4降低生產(chǎn)成本
自動化機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用可有效降低煤礦生產(chǎn)成本:a)自動化技術(shù)的應(yīng)用減少了煤礦井下工人的數(shù)量,井下工人數(shù)量只有原來的1/4~1/3,大幅度降低了人力資源成本[4];b)自動化技術(shù)的應(yīng)用使生產(chǎn)效率提高了幾倍甚至十幾倍,這樣總體的生產(chǎn)成本得到了大幅度下降;c)自動化技術(shù)能更好地預(yù)防煤礦機(jī)電安全事故的發(fā)生,這在某種程度上也降低了生產(chǎn)成本。
2煤礦機(jī)電設(shè)備中自動化技術(shù)的應(yīng)用
以上分析了煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的主要優(yōu)勢,下面將以煤礦一些主要的機(jī)電設(shè)備為例,對自動化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
2.1采煤機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用
采煤機(jī)是綜采工作面重要的機(jī)電設(shè)備,在采煤機(jī)中應(yīng)用自動化技術(shù)可大幅度提高煤礦開采效率。采煤機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩方面[5]:a)根據(jù)煤層厚度自動調(diào)整采煤機(jī)的采高。通過在采煤機(jī)上安裝煤層厚度傳感器,可實時獲取煤層厚度,這樣可有效控制采煤機(jī)采高,既可以減少煤炭資源的浪費,又可以減少采煤機(jī)截割頂板的情況,從而降低采煤機(jī)截齒的磨損。b)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制(見圖1)。隨著進(jìn)入深部開采,礦山壓力顯著增加,發(fā)生各種動力災(zāi)害的可能性大大增加。為了保證開采的安全性,工人可在安全位置遠(yuǎn)程操控采煤機(jī),這樣可有效減少煤礦開采過程造成的人員傷亡。
2.2皮帶輸送機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用
皮帶輸送機(jī)是煤礦井下重要的運(yùn)輸設(shè)備,在應(yīng)用自動化技術(shù)后可以實現(xiàn)無人值守。皮帶輸送機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面:a)皮帶輸送機(jī)運(yùn)行速度的自動控制。通過對皮帶輸送機(jī)的載荷進(jìn)行實時檢測,根據(jù)載荷調(diào)節(jié)運(yùn)行速度,從而達(dá)到節(jié)能的目的。b)自動灑水降溫。通過對煤體溫度的檢測,進(jìn)行自動的灑水降溫,從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。c)煤層自燃報警裝置的應(yīng)用。在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行的行程中安放有煙霧報警裝置,一旦發(fā)生火災(zāi)能自動報警并進(jìn)行噴水。d)故障自動檢測。由于皮帶輸送機(jī)比較大,在發(fā)生故障時找到故障位置很關(guān)鍵,通過相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù),很容易找到皮帶輸送機(jī)的故障位置,從而節(jié)約維修時間。
2.3礦井提升機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用
礦井提升機(jī)是煤礦重要的輔助運(yùn)輸設(shè)備,在應(yīng)用自動化技術(shù)后可實現(xiàn)設(shè)備的安全運(yùn)行。礦井提升機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面:a)實現(xiàn)提升機(jī)的無極調(diào)速。通過變頻技術(shù)可實現(xiàn)對提升機(jī)速度的精準(zhǔn)控制(見圖2),減輕了提升機(jī)在啟動和停止過程中對整個提升系統(tǒng)的沖擊,減緩了鋼絲繩的損壞。b)實現(xiàn)了提升機(jī)的長時間無故障運(yùn)行。通過應(yīng)用自動化技術(shù)可以實現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動,由于不存在開關(guān)的機(jī)械磨損,可以最大程度保證提升機(jī)的長時間無故障運(yùn)行。c)節(jié)約電能。通過回饋制動系統(tǒng),將下放重物過程中產(chǎn)生的電能回饋到電網(wǎng)中,從而最大程度節(jié)約電能。
2.4礦井通風(fēng)機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用
礦井通風(fēng)機(jī)是煤礦主要的通風(fēng)設(shè)備,自動化技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在煤礦生產(chǎn)中,礦井主通風(fēng)機(jī)每年消耗的電能占整個礦井總消耗電能的比例達(dá)到50%,因此礦井主通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行十分重要。礦井主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與其運(yùn)行的工況點存在很大的關(guān)系。在礦井生產(chǎn)過程中,礦井的主通風(fēng)機(jī)工況點會發(fā)生變化,主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率降低。在應(yīng)用自動化技術(shù)后,可根據(jù)礦井的實時風(fēng)阻自動調(diào)節(jié)主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點。這里主通風(fēng)機(jī)的工況點主要是通過調(diào)節(jié)主通風(fēng)機(jī)的電源頻率實現(xiàn)的。
3結(jié)語
自動化技術(shù)代表了最先進(jìn)的生產(chǎn)力,為此非常有必要在煤礦企業(yè)中大幅度應(yīng)用自動化技術(shù)。煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在機(jī)電設(shè)備的操作更加簡便、機(jī)電設(shè)備的使用更加安全、大幅度提高生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本。對采煤機(jī)、皮帶輸送機(jī)、礦井提升機(jī)及礦井通風(fēng)機(jī)中自動化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討,可以為認(rèn)識煤礦機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。
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作者:張玉龍 單位:華陽新材料科技集團(tuán)有限公司二礦