煤矿机械设备自动化技术应用

摘 要：机械自动化是目前先进科学技术的核心和工业现代化的标志.由于煤炭行业具有自身的特殊性,煤炭是不可再生资源,每个煤矿的地质状况等条件不尽相同,其开采工作是～-～统的工程.阳煤集团的煤矿机械设备在不断提升产品性能和质量的同时,与自动化技术的结合越来越紧密.本文拟从以下几个方面进行分析,浅析在矿初械行业内关于自动化技术的应用.

近年来,随着国家对煤矿安全生产的重视不断加强,传统的粗放的煤矿生产模式已经举步维艰.参考先进的经验,现代化的煤矿生产模式具有经济性、安全性、可靠性、操作人性化等特点,而煤矿机械设备的电气自动化则是实现煤矿生产现代化的重要基础,他提高了生产效率,减低了成本,减少了停机时间,增加了设备使用年限,并大大提高了生产安全性.

1.矿井运输提升设备的电气自动化

随着经济对煤炭资源的需求的大量增加,对井上、井下的提升和运输系统的要求随之增强.在阳煤这样的大型煤矿,对较厚煤层的运输已经普遍采用胶带运输的方式,与之配套的工况监控系统的研发已经大幅度运用,在生产一线的应用也正在普及之中.得益于PLC技术的发展,综合性的系统化保护也已经逐步取代了单一式的保护.已经有科研机构成功研制出胶带机集中监控系统和全数字直流调速设备,投入使用后总体表现良好,以后在使用中不断改进可望取得显著应用前景.

在科学技术水平高速发展的现在,与先进煤矿相比,阳煤的煤矿机械设备的信息化应用还处在一个比较低的水平,相关部门有必要扶植政策和提供技术支持来提高煤矿机械行业的信息化水平.同时,随着社会的进步和产业升级的压力,煤矿生产企业不得不提高设备的现代化水平以提高生产效率降低生产成本,这些都使得电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用越来越广泛.

2.采煤设备的机械化

上世纪70年代,我国自主设计制造了第一套综合性机械化采煤设备,标志着我国的煤矿综合机械化水平有了本质的重大的飞跃.最近几年来,大部分国家主流的煤矿采掘设备的发展展现出从液压牵引发展到电牵引的趋势,并取得了可观的进步.与液压牵引比较,电牵引有显著优势[2]：①牵引性好,不仅在在采煤机前进时提供向前的牵引力,在采煤机下滑时可实施发电制动,提高电能利用率.②大倾角煤层的良好适用性,其设计制动力矩可达到电机转矩的2倍,故电牵引采煤机最大适用煤层可达40°～50°倾角.③使用寿命长,可靠性高,其本身结构决定了其磨损较液压牵引少,需要的维修保养较少.④灵敏性好,电控制系统可以迅速调制各项参数,使其始终处于最佳工作状态.⑤能量转换效率高,由于电能向机械能的转换只经过一次,较液压采煤机的二次转换提高了电能利用效率.

计算机应用技术和传感器技术的结合与进步,极大的提升了煤矿机械设备的电气自动化控制水平,较传统设备在可靠性、精确度以及生产效率上有了显著提高.采掘面使用的工作面输送机呈现出多样化及重承载的方向发展,在部分先进煤矿已开始试用双速电机,并用计算机技术对工况情况进行实时监控.

在液压支架的发展方面,由于高压、大流量的供液系统以及依靠电子技术的电液控制,支架的移架速度已经达到7秒/架左右,这种高可靠性和大功率的一体化综合采掘设备,大大提升了煤矿的开采效率.

于此同时,还应该看到,我国虽然是煤炭开采大国,但我国的采掘设备自动化水平并不先进.目前最大的装机功率只有830千瓦,液压牵引在500千瓦水平.与国外电牵引为主流相比,我国大多仍是液压牵引,少数电牵引设备多为进口.液压支架的自动化电液控制系统仍在研发,自动诊断故障的电子控制技术仍不成熟,总体来说,我国在煤矿矿机的机械自动化技术发展及应用方面仍有很大的发展空间.

3.安全监控系统的机械化

煤矿生产的安全监控系统和设备制造技术方面,虽然我国最初依靠从国外引进,但近年来自主研发方面也取得了很大的进步.推出的KJ4、KJ2、K190、I等,多采用DCS结构,在世界范围内与发达国家相比已不分伯仲.

在我阳煤公司的很多正规煤矿企业已经安装使用了安全监控系统,多配备瓦斯遥测仪,红外线自动喷雾装置、断电仪等,已经显著提升了煤矿的安全水平.美中不足的是我国在传感器的生产水平方面仍有待提高,目前的传感器寿命不长、品种不多、灵敏度不高的缺陷仍存在,都在一定程度上降低了安全监控系统的可靠性,这也是目前我国煤矿安全监控系统推广主要障碍.如这一问题得以解决,将来我国的煤矿安全状况将明显改善.

4.通风控制系统和排水控制系统

由于煤矿生产的作业环境非常恶劣,所以自动化通风系统的设计就显得尤为重要,该系统应利用光纤传输,环形网络以及多机备用等方式,确保可靠性.并要在功能设置上达到下列要求：半自动与全自动控制,现场可以手动控制,数据显示和故障记忆功能,报警功能和一定的扩展功能.

我集团公司的煤矿机械设备自动化水平有了长足的进步,自动化技术已经应用到了煤矿生产的各个环节,但与发达地区相比,仍有不小的差距,要赶上世界先进水平,个人有几点思考：①计算机是自动化技术的核心装置,随着技术的进步,其功能越来越强大,而体积越来越小,应尽可能选用高性能、高可靠性而体积小的计算机以适应煤矿的工作环境.②尽快提高我国电气自动化设备的标准化、通用化和系列化的程度,避免资源的无谓浪费.

总之,煤矿设备的机械自动化,曾经极大的提升了煤矿企业的生产效率和安全程度,是煤矿企业向信息化、现代化发展的方向.我们要加强煤矿机械与计算机技术的结合,继续提高煤矿设备的自动化水平,不断赶超世界先进水平,我国的煤矿开采工业才能步入先进国家行列.