煤矿机电自动化控制技术的应用.pdf

2023.7 矿业装备/330 引言众所周知，煤矿开采的工作环境通常较为恶劣，机电设备作为重要的生产工具，不仅与煤矿企业的生产效率有较为直接的联系，还与井下施工作业人员的人身安全有较为密切联系。随着技术人员对自动化控制技术认识程度的提高，越来越多的机电设备实现了智能化，为人们营造了更为安全、高效的工作环境，也更好的推动了煤矿企业实现可持续性发展1。然而，由于我国煤矿机电自动化控制技术应用起步较晚，未来机电设备创新应用还有一定的发展空间。1 煤矿机电自动化控制技术的内涵及优势1.1 煤矿机电自动化控制技术的内涵随着我国计算机技术的飞速发展，在一定程度上推动了自动化控制技术应用水平的提高，对于煤矿机电系统来说，技术人员可以利用先进的机械化设备及相应的编程方式来实现具体指令，同时帮助煤矿企业实现相关参数的收集与分析。通常煤矿机电系统包含多种设备，只有将各部分进行充分结合，才能最大程度的发挥机电自动化控制技术的优势。表 1 列出了将煤矿机电多种设备系统管理的基本构成。1.2 煤矿机电自动化控制技术的优势1.2.1 提升安全保障系数煤矿企业工作环境极易受外部环境、人为操作等因素影响，导致有害气体泄露、井下坍塌等安全事故，从而给井下施工作业人员带来安全隐患。因此，用煤矿自动化控制的机械化设备替代人工，可以最大程度的保证人员生命财产安全，避免重大安全事故的发生2。与此同时，对于地势情况较为复杂的作业环境，自动化控制的机械化设备还可以帮助煤矿企业简化生产流程，监控设备及传感器的应用也可以进一步提升设备运行稳定性，从而推动煤矿企业智能化发展。1.2.2 提升设备运行效率近年来，我国煤矿等能源需求日益增加，对煤矿企业生产效率要求也在相应的提高。煤矿生产作为一个整体，各个生产环节的效率都会对整体运行效率产生影响。由于煤矿开采通常处于地下，其潮湿、阴暗的工作环境会增大机械化设备出现运行故障的概率，此时通过技术人员检查与维护势必会耗费大量时间，从而影响生产效率。因此，自动化控制技术的合理应用就显得尤为重要，这就要求技术人员不断提升自身专业技术水平，结合煤矿企业实际情况，对设备进行不断优化与完善，从而帮助煤矿企业及时的发现问题，解决问题，提高运行效率。煤矿机电自动化控制技术的应用李恒树（山西华阳集团新能股份有限公司供电运维管理中心，山西阳泉 045000）摘要：随着我国煤矿行业越来越多的开始应用机械化设备，来提高生产水平、增强矿企综合实力、推动矿企现代化进程，煤矿企业也逐步应用机电自动化控制技术，利用其优势，不断地提高企业机械化设备的自动化水平，优化设备和完善装置，为煤矿行业未来发展铺平道路。关键词：煤矿行业；机电系统；自动化控制表1 煤矿机电系统管理的基本构成项目主要内容基础信息管理设备维修资料管理、零配件查询、产品结构管理、设备台账管理机电库存管理物料采购计划、安装和验收、物料移交、回收报废管理、出库管理设备维修维护管理维修需求管理、维修计划管理、维修确认和监控、维修执行管理设备运行管理班检、巡检、设备状态监控业务过程管理业务状态监控、业务流程变更、业务流程查询、业务流程任务分配34/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺1.2.3 提高煤矿生产水平对于煤矿企业来说，不仅需要保证安全生产，而且需要保障企业经济效益。自动化控制技术的应用在提高煤矿生产水平方面主要体现如下：第一，先进技术可以帮助煤矿企业统一管理各个生产环节，从而提高机电系统的整体运行效率。同时，技术人员还可以根据煤矿企业的实际运行情况对程序进行灵活调整，在提升管理水平的同时提高生产效率。第二，随着自动化控制技术的发展，煤矿企业在应用自动化控制技术的过程中通常会增加屏蔽模块，避免恶劣环境下机电设备无法正常运行，从而保障了井下施工作业人员的人身安全。1.2.4 提高综合利用水平在煤矿企业开采过程中，可以采用机电自动化控制的方式降低能耗水平。例如：在进行瓦斯抽采的过程中，可以将煤矿矿井建设与之同步进行，避免资源浪费；在进行采矿的过程中，应根据煤矿周围实际情况进行合理规划，避免瓦斯爆炸等重大安全事故发生的同时，提升瓦斯利用效率；在进行能源供应选择时，应将更多的关注点放在绿色能源上，提升新能源利用范围的同时，推动煤矿行业节能降耗的实现。因此，相关技术人员应推广机电自动化控制技术，最大程度的实现煤炭资源的有效利用，减少电能损耗，推动煤矿行业实现节能发展。2 煤矿机电自动化控制技术的应用原则及范围2.1 煤矿机电自动化控制技术的应用原则随着我国科技水平与自动化控制技术的飞速发展，各行各业都在利用先进的计算机技术提升自身综合实力，在降低人工成本的同时，提升生产效率，从而推动我国煤矿企业有序发展。然而，我国自动化技术尚处于起步阶段，其在煤矿机电系统中的应用需要遵循以下两个原则。2.1.1 经济性原则煤矿机电自动化控制技术应用之前，应制定风险防范制度，降低煤矿企业的运行风险，避免不必要安全事故发生；另一方面提高资源的优化配置，帮助煤矿企业尽快回收资金，保持持续性发展。2.1.2 创新性原则企业应提高技术人员的工作积极性，重视创新，确保机械化设备运行过程中出现的故障得以顺利解决，同时完善与优化管理模式，进而推动煤矿企业良性发展。2.2 煤矿机电自动化控制技术的应用范围随着我国科技水平的不断提高，各煤矿企业更加关注生产效率的提高，避免由于设备故障、老化等问题导致设备运行不畅，保障井下施工作业人员的人身安全。这就要求煤矿企业应用自动化控制技术做好以下几个方面工作。2.2.1 构建监控平台煤矿企业对设备进行模块化管理的过程中，可以通过自动监控平台等来实现整个运行过程中的实时监控，从而避免人为操作引发的安全事故3。在实际运行过程中，应根据煤矿企业生产实际情况，对自动化技术进行不断完善与优化，制定合理的生产方案，推动自动化控制技术的进一步发展。2.2.2 执行远程监测传统的自动化控制技术无法实现实时远程监测，但随着先进信息化技术的不断发展，煤矿企业可以通过建立更为完善的监测方案，保障机电设备的稳定运行。因此，就需要严格按照相关规范及标准，提高各个生产环节监测能力，避免机械化设备运行故障，编制定期检修和维护方案，推动煤矿企业智能化发展。2.2.3 设备故障处理煤矿机电设备的运行通常处于恶劣的工作环境下，且当地地理条件对应用自动化控制技术提出了更高的要求。特别是对于地质结构较为复杂的井下作业区域，可根据实际情况对监测系统进行灵活调整。除此之外，为了避免机电设备在运行过程中发生故障，还需要建立较为完善的故障自动检测平台，一旦发生问题，及时提示技术人员，在对故障发生原因进行说明的同时，保障井下作业人员的人身安全。3 煤矿机电自动化控制技术的应用对于煤矿机电自动化控制技术来说，其应用原理主要是利用相关装置中的信息反馈来实现设备的灵活控制。当前煤矿企业机电自动化控制主要应用在以下几方面。3.1 在煤矿提升机系统中的应用对于煤矿企业来说，提升机当前的运行速度虽然可以满足煤矿企业的生产需求，但在实际运行过程中极易受到外界环境的影响，从而导致最终的无法满足需求。自动化控制技术的运用可以显著提高提升机的运行效果，一方面应用智能化设备保证井下施工作业人员的人身安全，另一方面完善与优化自动化控制技术，可以不断简2023.7 矿业装备/35参考文献1 何渊博,姚振伟.分析电气设备安装调试存在的问题及应对措施 J.建筑工程技术与设计,2015(11):1585.2 李顺宇.变电站常用便携式电器设备的管理技术探析 J.科技与创新,2019(19):113-115.3 杨有禄.浅析电气设备安装调试中的问题及解决办法 J.科技风,2020(4):139.4 姜培胜.电气设备安装调试中的问题及解决办法研究 J.化工管理,2020(21):181-182.化内部结构，提升生产效率。3.2 在煤矿采掘设备中的应用传统的煤矿采掘设备通常需要井下作业人员与地上操作人员相互配合，一旦发生运行故障，极有可能发生安全事故。自动化控制技术的应用则可以提升采掘设备的使用性能，一方面可以对其运行轨迹进行精准调整，从而提高采掘精准度；另一方面可以实现采掘设备的统一控制，推动相关工作的顺利进行。其中，空压机和液压机作为煤矿采掘设备的重要组成部分，就需要技术人员充分利用和发挥自动控制技术的优势4。例如：在液压机中加入实时监控系统，根据采掘实际情况，对相关参数进行合理的调整；在空压机中加入变频器，可更为科学的控制设备的排气量，从而更好的保障工作安全。3.3 在煤炭运输中的应用对于煤矿企业来说，煤矿开采后需要通过皮带运输机来运输，其传输速度常用控制技术是可编程逻辑控制器（PLC），通过可编程控制器的应用来实现运输机速度与位置的调整，提高控制精度以及运行效率，从而帮助煤矿企业完成生产任务。3.4 在安全监控系统中的应用随着企业对于安全生产重视程度的不断增加，作为高危行业，煤矿企业加强对于安全监控系统的重视，从而保证井下施工作业人员的人身安全。大部分煤矿企业为了更好的避免安全事故的发生，均利用自动化控制技术建立完善的监控系统，主要是有害气体、工作环境、设备运行等方面，实现了自动报警的同时，帮助企业更好的制定了风险防控机制，从而为煤矿企业的安全生产提供保障。4 煤矿机电自动化控制技术优化措施4.1 应用现代化管理手段信息化技术的不断发展推动了各行各业对于计算机技术及智能化装备的应用，提高了工作效率，降低了能耗水平。煤矿行业作为高耗能产业，也应充分利用现代化管理系统，更好的实现高效生产，主要包括以下几方面内容：第一，基于现代化通信技术及大数据系统，相关管理平台的应用可以更为及时、直观的将煤矿企业运行情况反馈给相关管理人员，帮助其更为迅速的制定决策，降低人力资源消耗，提高煤矿生产效率。第二，在对供电系统进行管理时，可以采用两台变压器同时运行等方式，利用自动化控制技术进行管控，提高电网调度水平，保证电力系统稳定运行的同时，降低备用电源及变压器的电能损耗。第三，建立完善的用电管理制度，推广避峰填谷等用电模式，加强供电设备的日常检修与维护，推广自动化控制技术的应用，提升运行效率的同时降低不必要的损耗。4.2 加强机电设备的研发科学技术是第一生产力，随着政府及相关管理部门对于安全生产重视程度的不断增加，煤矿企业也在不断推广绿色生产技术的应用，在一定程度上提高了煤矿行业的节能降耗水平。为了更好的推动我国实现能源的转型发展，政府还应鼓励煤矿企业建立完善的生产体系，控制巷道的挖掘数量，利用矸石换煤等绿色生产技术，降低污染。与此同时，煤矿企业还应根据自身实际情况，鼓励相关技术人员对于生产技术的创新性研发，通过与相关科研机构、高校等合作的方式，更好的实现机电设备的完善与优化，利用自动化控制技术降低人力资源的使用，从而更好的推动我国煤矿行业实现现代化发展。5 结束语近年来，随着我国科技水平与自动化控制技术的不断发展，各煤矿企业加强了机电系统自动化控制技术的应用。第一，提升了运输机、提升机、采掘设备智能化水平，保持矿山设备高效、安全、平稳的运行。第二，提高了安全生产系数，保证工作环境（包括有害气体、设备运行）处于可控范围。第三，煤矿企业通过对设备模块化管理监控平台，远程监控和故障预警，能够降低人工成本的支出，减低事故发生率，从而更好地推动我国煤矿行业向着现代化目标迈进。