自动化技术在煤矿机电设备方面的应用之我见

摘 要：随着科技的进步,自动化技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛,提高设备的自动化水平在很大程度上提高了煤矿企业的生产力.本文笔者简单的就自动化技术在煤矿机电设备中的应用谈了自己的看法.

关 键 词：煤矿；自动化技术

中图分类号：F407.67

目前,我国已经成为世界最大的煤炭生产和消费国,且未来我国将长期占据世界煤炭生产和消费的主导地位.但是,在产量需求日益增大的趋势下,我国煤矿安全生产的形势却不容乐观.在某些煤矿中,老旧且技术落后的设备往往由于其自动化程度低下造成操作困难和监控难度大等情况,从而降低了生产效率,也为安全生产埋下了极大隐患.因此,在煤矿机电设备中,广泛应用自动化技术成为煤矿设备设计制造的主要趋势,这也是解决煤炭需求与产量之间矛盾的主要出路.

一、煤矿机电设备自动化现状

1.发达国家现状

发达国家煤炭行业经过约五十年的发展历程,到二十年代末期,整体技术水平、安全生产条件和劳动生产率大幅度提高,现已成为一个高技术、高安全和高效率的行业,以自动化控制技术为代表的高新技术近年来在煤炭行业中得到了广泛应用.其煤炭开采主要采用先进的综合机械化和自动化大型设备,劳动工效明显提高.

2.我国技术现状

我国煤炭生产呈现多层次技术结构,大型矿井处于综采发展阶段,中小型矿井处于普通机械化发展阶段,乡镇煤矿仍采用原始人工作业生产方式；煤矿大型机械的自动化技术应用、开发、制造能力与发达国家有明显差距,技术水平和设备力量不能适应实际要求.

二、自动化技术在煤矿机电设备中的应用方向

自动化是指机械设备或生产过程、过程管理在没有人直接参与的情况下,经过自动检测、信息传输、信息处理、分析判断和操纵控制,实现所要达到的目标.它是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术以及其他技术相互融合而成的一门交叉学科.

自动化技术从七十年代中期开始在国外机械上得到广泛应用,而八十年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,更加推动了自动化应用于机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、PLC控制技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期.以自动化技术为核心的电子控制系统在国外机械设备上的应用已是相当普及,在我国也成为了高性能煤矿机电设备的发展方向.

矿井提升机目前煤矿自动化程度最高的设备.矿井提升设备的任务是提升煤炭和矸石,下放材料,升降人员和设备.由于矿井提升工作是使提升容器在井筒中以高速度作往复运动,因此,要求提升机运行准确和安全可靠.故而承担提升机运行控制功能的电控系统在煤矿提升设备中的作用就显得尤为重要,而电控系统的核心技术正是自动化.

目前最为先进的提升设备是全数字化提升机,其电控系统为全数字化控制系统,由高性能的PLC

可编程控制器承担控制和调节的全部功能及监控、辅助功能,采用分布式控制方式,及调节、主控、行程监控、制动等设置各自独立的控制器,各控制器采用总线通讯方式.自动化技术在电控系统的控制、监测、通讯和变频调节等方面都发挥了极大作用.

3.自动化技术在煤矿采掘设备中的应用

煤矿井下环境恶劣,地质条件复杂,必须兼顾瓦斯、煤尘和地下水等因素,稍有不慎就会酿成安全事故.煤矿工人在井下作业既存在较大安全风险,又因为人力有限而造成工作效率低下,加大产需矛盾.因此在现代化矿井采掘工作面通常采用各种大型采掘设备作为生产主力,以实现综采自动化,进一步实现少人综采工作面.

自动化技术在煤矿采掘设备中的一个典型应用就是电牵引采煤机.它具有大部分液压牵引采煤机不具备的优势和特点,即良好的牵引特性.由于加入了自动控制系统,在采煤机前进时,它可以提供牵引力.在采煤机下滑时,它还可以进行发电制动,牵引电动机轴端装有停机时,防止机器下滑的制动器,可用在4O～50.的大倾角煤层,而不需要其他防滑装置.从而使采煤机更加适应井下复杂地质条件,提高机械开采率,减少人工投入.

4.自动化技术在煤矿监测监控设备中的应用

由于煤炭行业具有高危性这一特点,对其生产过程进行全方位的立体实时监控是非常必要的.现代化矿井通过建立包括安全监测、工业电视、电网监控、井下人员跟踪定位和井下移动通讯等子系统在内的监测监控网络,达到对矿井各部分的实时监测监控,其监控范围包括提升系统、传输系统、防爆系统、井下排水系统和地面压风系统等矿井安全生产环节.

近年来,井下人员定位系统造成的煤矿事故时有发生,给人民群众带来巨大生命财产损失的背景下,应运而生的高度运用自动化技术的监测监控系统.其基本功能包括：①通过基于自动通讯技术的地理信息实时显示,可对井下情况进行查询；②根据井下的实际地理情况,制作出井下人员在坑道的实时动态分布图,使井下情况生动形象一目了然,便于进行调度；③对井下员工进行自动考勤,方便人力资源管理；④一旦发生各类事故,可立即查处井下遇险人员的人数及身份,为事故救援工作提供第一手资料；⑤抢险时,可快速定位井下人员的具体位置,提高抢险效率和救护效果.井下人员定位系统充分体现了“人性化、信息化、高度自动化”,为煤矿的安全生产和人员管理提供了极大便利.

总之,在煤矿生产中,煤矿机电设备的自动化程度可以说直接影响到各生产子系统的安全运行,主要运用自动化技术设计的自动控制系统,已成为现代化矿井中机电设备不可缺少的组成部分,同时机电设备的自动化程度也是评价煤矿现代机械水平的重要依据.随着科学技术的不断发展,自动化技术在煤矿机电设备中的应用范围将会越来越广,其地位也将越来越重要.因此,为了更好地进行现代化矿井建设,达到安全高效生产的目标,应该关注自动化技术的发展,并将其运用到实际工作中去.