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摘要:為了進一步提升煤礦開采的效率和保證安全性,應在煤礦開采中大幅度應用自動化技術。通過分析煤礦機電設備自動化技術的優勢,探討了自動化技術在煤礦機電設備中的應用,可以為煤礦機電設備的自動化改造提供一定的參考。
關鍵詞:煤礦開采;機電設備;自動化技術
隨著煤炭科學技術的發展,煤炭產量逐年提升。與此同時,煤礦開采的安全性也得到了顯著提升。由于中國煤礦地質條件的復雜性,煤礦災害事故仍然有發生的可能。為此,需要采用自動化控制的煤礦機電設備代替工人進行危險作業。此外,近些年來,煤礦產能過剩,導致煤礦的競爭壓力日益激烈,減人提效是煤礦企業實現可持續發展的必經之路[1-3]。實現煤礦機電設備的自動化能較好地滿足這一需要。本文分析了煤礦機電設備自動化技術的優勢,探討了其在煤礦機電設備中的應用情況。
1煤礦機電設備自動化技術的優勢分析
自動化技術代表了最先進的生產力,其在煤礦生產中的優勢主要表現為機電設備的操作更加簡便、機電設備的使用更安全、大幅度提高生產效率及降低生產成本。下面將進行具體分析。
1.1機電設備的操作更加簡便
與傳統的機電設備相比,自動化機電設備的操作更加簡便。自動化控制過程中采用了檢測技術和控制電機技術,使得對機電設備的控制更加靈敏。在操控設備時,只需要操控設備少量的按鈕,且各個按鈕代表的功能易于識別,不需要基于設備的使用經驗來手動調節設備狀態。此外,通過自動化設備上自帶的一些儀表,可輕松了解設備的狀態參數,從而可更有效地對設備狀態進行調節。
1.2機電設備的使用更加安全
在自動化機電設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生的可能性,從而使機電設備的使用更加安全。一旦出現故障,自動化機電設備內部的某些程序會運行,發出相應的動作指令,使設備自動處于最安全的狀態。發出的報警信號可及時通知有關人員進行維修,從而避免某些機電設備故障釀成煤礦機電安全事故。此外,更為重要的是,自動化技術的應用減輕了某些井下崗位工作人員的數量,這在某種程度上保護了工人的生命安全。
1.3大幅度提高生產效率
煤礦機電設備自動化能大幅度提高生產效率。通過設備的自動化運行,可以節省人員換班和工人對機電設備工況檢查的時間。使用自動化機電設備的關鍵在于通過對周圍環境的自動檢測,根據外部檢測的狀況按照某種規律自動運行。這樣,機電設備的運行不依賴于人的操作,從而實現全天自動運行,大幅度提高了生產效率。
1.4降低生產成本
自動化機電設備的應用可有效降低煤礦生產成本:a)自動化技術的應用減少了煤礦井下工人的數量,井下工人數量只有原來的1/4~1/3,大幅度降低了人力資源成本[4];b)自動化技術的應用使生產效率提高了幾倍甚至十幾倍,這樣總體的生產成本得到了大幅度下降;c)自動化技術能更好地預防煤礦機電安全事故的發生,這在某種程度上也降低了生產成本。
2煤礦機電設備中自動化技術的應用
以上分析了煤礦機電設備自動化技術的主要優勢,下面將以煤礦一些主要的機電設備為例,對自動化技術在煤礦機電設備中的應用進行分析。
2.1采煤機中自動化技術的應用
采煤機是綜采工作面重要的機電設備,在采煤機中應用自動化技術可大幅度提高煤礦開采效率。采煤機中自動化技術的應用主要體現在以下兩方面[5]:a)根據煤層厚度自動調整采煤機的采高。通過在采煤機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采高,既可以減少煤炭資源的浪費,又可以減少采煤機截割頂板的情況,從而降低采煤機截齒的磨損。b)實現遠程控制(見圖1)。隨著進入深部開采,礦山壓力顯著增加,發生各種動力災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程操控采煤機,這樣可有效減少煤礦開采過程造成的人員傷亡。
2.2皮帶輸送機中自動化技術的應用
皮帶輸送機是煤礦井下重要的運輸設備,在應用自動化技術后可以實現無人值守。皮帶輸送機中自動化技術的應用主要體現在以下幾方面:a)皮帶輸送機運行速度的自動控制。通過對皮帶輸送機的載荷進行實時檢測,根據載荷調節運行速度,從而達到節能的目的。b)自動灑水降溫。通過對煤體溫度的檢測,進行自動的灑水降溫,從而達到節約水資源的目的。c)煤層自燃報警裝置的應用。在皮帶輸送機運行的行程中安放有煙霧報警裝置,一旦發生火災能自動報警并進行噴水。d)故障自動檢測。由于皮帶輸送機比較大,在發生故障時找到故障位置很關鍵,通過相應的監測技術,很容易找到皮帶輸送機的故障位置,從而節約維修時間。
2.3礦井提升機中自動化技術的應用
礦井提升機是煤礦重要的輔助運輸設備,在應用自動化技術后可實現設備的安全運行。礦井提升機中自動化技術的應用主要體現在以下幾方面:a)實現提升機的無極調速。通過變頻技術可實現對提升機速度的精準控制(見圖2),減輕了提升機在啟動和停止過程中對整個提升系統的沖擊,減緩了鋼絲繩的損壞。b)實現了提升機的長時間無故障運行。通過應用自動化技術可以實現系統的軟啟動,由于不存在開關的機械磨損,可以最大程度保證提升機的長時間無故障運行。c)節約電能。通過回饋制動系統,將下放重物過程中產生的電能回饋到電網中,從而最大程度節約電能。
2.4礦井通風機中自動化技術的應用
礦井通風機是煤礦主要的通風設備,自動化技術的應用可以實現通風機的經濟運行。在煤礦生產中,礦井主通風機每年消耗的電能占整個礦井總消耗電能的比例達到50%,因此礦井主通風機的經濟運行十分重要。礦井主通風機運行的經濟性與其運行的工況點存在很大的關系。在礦井生產過程中,礦井的主通風機工況點會發生變化,主通風機的運行效率降低。在應用自動化技術后,可根據礦井的實時風阻自動調節主通風機的運行工況點。這里主通風機的工況點主要是通過調節主通風機的電源頻率實現的。
3結語
自動化技術代表了最先進的生產力,為此非常有必要在煤礦企業中大幅度應用自動化技術。煤礦機電設備自動化技術的優勢主要體現在機電設備的操作更加簡便、機電設備的使用更加安全、大幅度提高生產效率及降低生產成本。對采煤機、皮帶輸送機、礦井提升機及礦井通風機中自動化技術的應用進行了探討,可以為認識煤礦機電設備自動化技術的應用提供一定的參考。
參考文獻:
[1]鄭啟楷.自動化技術在煤礦機電中的應用探析[J].中國設備工程,2021(7):186-188.
[2]劉潔.探究自動化技術在煤礦機電設備中的應用[J].礦業裝備,2021(2):266-267.
[3]葛全超.探究自動化技術在煤礦機電設備中的應用[J].中小企業管理與科技(中旬刊),2021(2):176-177.
[4]雷瑞芳.自動化技術在煤礦機電設備中的應用探究[J].當代化工研究,2020(23):41-42.
[5]李建國.探究自動化技術在煤礦機電設備中的應用[J].科技風,2020(32):110-111.
作者:張玉龍 單位:華陽新材料科技集團有限公司二礦