自动化技术在煤矿机电中的应用探析.pdf

收稿日期２０２０􀆽 ０４􀆽 ２６ 作者简介李宏伟１９７２ － ꎬ男ꎬ山西长治人ꎬ工程师ꎬ从事煤矿机电技术管理ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０８. ０３０ 自动化技术在煤矿机电中的应用探析 李宏伟ꎬ李金波 潞安环能股份公司 常村煤矿ꎬ山西 长治 ０４６１０２ 摘 要随着自动化技术在煤矿中的应用ꎬ煤矿企业的生产效率得到了极大的提升ꎬ利用自动化技术ꎬ煤矿 生产已经实现自动化生产和生产过程的自动化监测ꎬ使得煤矿生产效率得到大幅提高ꎬ而且实现人员总量 和生产成本的降低ꎬ对于煤矿企业有着重要的意义ꎮ 关键词自动化技术ꎻ机电设备ꎻ应用 中图分类号ＴＤ４０７ꎻＴＤ６０７ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５􀆽 ２７９８２０２００８􀆽 ００７６􀆽 ０２ 煤矿对于我国能源安全有着至关重要的作用ꎬ 在可预见的未来煤矿仍是占比最大的化石能源ꎬ对 于我国经济和社会发展有着不可替代的作用ꎮ 煤矿 企业的发展直接影响到社会经济的发展ꎬ煤价的降 低可以直接降低各行各业的生产成本ꎬ进而推动产 业竞争力的提升ꎬ对国家经济发展有着巨大推动作 用ꎮ 生产效率提高可以直接降低煤炭价格ꎬ而生产效 率的提高需要依靠自动化技术支撑ꎮ 从多年的生产 实践发现ꎬ煤矿机电设备自动化技术在煤炭生产中取 得了巨大的成效ꎬ而且不断向纵深发展ꎬ煤矿机电设 备近年来呈现出集成化、开放性和智能化的趋势和特 点ꎬ在煤炭生产活动中有着越来越重要的应用价值ꎮ １ 机电设备自动化技术的发展趋势 机电设备自动化技术的大量应用是煤矿提升效 率以及安全生产的坚实基础ꎮ 根据近几年机电设备 自动化技术的特点ꎬ可以总结提炼出煤矿机电设备 的发展趋势为集成化、开放性和智能化三个特点ꎬ 下面将具体阐释三个特点ꎮ １ 集成化ꎮ 煤矿机电设备由原来的单一功 能向复合功能发展ꎬ机电设备不仅具有执行功能ꎬ而 且还具备生产状态的实时监测等功能ꎬ随时将现场 的情况传输到控制室ꎬ这样控制室便可以随时掌握 生产一线的各种情况ꎮ 为了实现功能的扩展ꎬ自然 需要在原有设备上集成多种其他设备ꎬ比如信息采 集装置、信号处理装置、信号发射装置、信号接收装 置ꎮ 而且现在的很多设备可以实现远程控制ꎬ进一 步增大了设备的集成化ꎮ ２ 开放性ꎮ 开放性是指设备之间的信息交 互ꎬ其依靠的底层技术为通信技术ꎬ随着物联网技术 的发展ꎬ开放性的特点会越来越突出ꎮ 机电设备具 备感知周围环境、接收和发出信息ꎬ且具备信息处理 能力ꎬ这种信息交互、信号分散处理会使得设备具有 高度的开放性ꎬ提高信息传输的效率ꎬ进而提高生产 效率和生产安全性ꎮ ３ 智能化ꎮ 智能化尤其是人工智能机电设 备未来发展的方向ꎮ 机电设备的集约化、开放性和 智能化是统一的ꎬ智能化的实现是基于机电设备的 集成化和开放性ꎬ是一种更高的自动化技术ꎮ 智能 技术的运用可以提升设备的维护水平ꎬ设备具有一 定的自我诊断和决策能力ꎬ进而可以向控制中心发 出调整建议或者自我调整ꎬ对于煤炭的高效安全开 采具有着重要的作用ꎮ ２ 煤矿机电中的问题分析 ２. １ 胶带传输机中的问题 煤矿传输机在运用的过程中会经常出现煤位移 动、跑偏等状况ꎬ极大地影响了煤炭的生产效率ꎬ此 种状况随着煤矿生产量的提升而加重ꎬ主要因为煤 炭生产量的提升会导致传输距离更长ꎬ传输量更大ꎮ 而利用自动化技术可以有效解决或者缓解此问题ꎮ ２. ２ 提升机中的问题 提升机是煤矿生产中的重要运输设备ꎬ在煤矿 生产中有着重要的作用ꎬ其工作过程为利用电能驱 动机械设备旋转ꎬ带动钢丝绳将人或者煤炭等从井 下运到地面ꎬ或者由地面运到地下ꎮ 提升机在运行 过程中ꎬ具有着高机械惯性、高运行速度以及较高的 操作难度ꎮ 传统的提升机操作装置容易受到外界因 素的影响ꎬ容易出现问题ꎬ胶带运输机出现问题会直 接影响煤炭生产活动ꎬ影响生产效率ꎬ也存在着一定 的安全隐患ꎮ ６７ 问问题题探探讨讨 总第 ２５２ 期 ３ 自动化技术在机电设备中的应用探析 本节将结合上节提出的问题探析自动化技术在 机电设备中的应用ꎬ主要有自动化技术在提升机中 的应用ꎬ自动化技术在胶带运输机中的应用以及自 动化技术在监视系统中的应用ꎮ ３. １ 自动化技术在提升机中的应用 电力电子技术的发展和成熟ꎬ极大提高了提升 机控制系统的水平ꎬ变频技术等广泛应用于提升机 改造和生产中ꎬ变频技术可以有效解决机械惯性大ꎬ 运行速度快等带来的问题ꎬ进而使得提升机的运行 安全性和可靠性得到极大的提高ꎮ 随着传感器技术 与信息处理技术的发展ꎬ现在可以将提升机进一步 智能化ꎬ利用传感器感知外界信息ꎬ采集自身参数ꎬ进 而使得提升机具有一定的自我诊断能力ꎬ很大程度上 减少了系统的维护工作ꎬ不仅提高了提升机的效率ꎬ而 且降低了维护成本ꎬ进而使得生产成本显著降低ꎮ ３. ２ 自动化技术在皮带传输机中的应用 利用自动化技术实现胶带运输机的集中控制ꎬ 以解决运行过程中的偏差问题ꎬ进而可以提高胶带 运输机的可靠性ꎮ 利用外加报警装置等可以及时发 现胶带运输机出现的堵转、偏移等问题ꎬ及时发现问 题可以及时解决ꎬ进而防止问题扩大ꎬ保证生产活动 的有序顺利开展ꎮ ３. ３ 自动化技术在监控系统中的应用 随着图像识别等先进技术的发展ꎬ以及在煤矿 中的不断深入应用ꎬ监控系统由原来的信息采集逐 渐发展为集信息采集、故障诊断、故障报警与辅助决 策为一体的监视控制系统ꎮ 比如上文提到的皮带运 输机问题ꎬ可以利用图像处理技术ꎬ将高清摄像头采 集到的前后信息进行比较ꎬ便可以发现存在的堵转、 发热、打滑以及偏移等多个问题ꎬ而且可以及时发出 报警信息ꎬ较之以往靠摄像头采集ꎬ人工发现问题不 仅及时ꎬ而且可靠性更高ꎬ识别率更高ꎮ 随着自动化 技术的不断深化应用ꎬ矿山物联网技术必将更加成 熟ꎬ进而可以实现煤矿生产的高度集成化、开放性和 智能化ꎬ不仅可以提高煤矿的生产效率ꎬ而且可以提 高煤矿的生产的安全性ꎮ 自动化技术在煤矿机电设备中的应用会不断深 化ꎬ进而对煤矿的生产方式产生变革性的影响ꎬ将极 大的改变现有的煤矿生产模式ꎮ 自动化技术的不断 深化应用会极大的提高生产效率ꎬ进而提高中国煤 炭行业、煤炭企业在世界的竞争力ꎬ也会为中国的经 济发展做出应有的贡献ꎮ 参考文献 [１] 曾 苛. 自动化技术在煤矿机电设备方面的应用探微 [Ｊ]. 电子世界ꎬ２０１８１６８６ －８７. [２] 王 渝. 自动化技术在煤矿机电设备方面的应用分析 [Ｊ]. 现代工业经济和信息化ꎬ２０１８ꎬ８７６３ －６４ꎬ７５. [３] 柳向历. 自动化技术在煤矿机电设备方面的应用研究 [Ｊ]. 山东工业技术ꎬ２０１８１０８９. [４] 王 瑞. 自动化技术在煤矿机电设备方面的应用研究 [Ｊ]. 山西能源学院学报ꎬ２０１８ꎬ３１２３ －５. [５] 郝 田ꎬ马 腾ꎬ孔祥顺. 自动化技术在煤矿机电设备 方面的应用[Ｊ]. 山东工业技术ꎬ２０１８６７９. [责任编辑路 方] 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 上接第 ２３ 页 ３. ３. ２ 定向钻孔抽采效果 在 ３２１２ 工作面施工 ７ 个定向条带顺层钻孔ꎬ钻 孔最大深度 ３８４ ｍꎬ单孔平均抽采瓦斯浓度均在 ５０％以上ꎬ纯量平均约 ０. ３ ｍ３/ ｍｉｎꎬ其中 ３ 号、４ 号 钻孔的抽采累积量和日抽采量曲线如图 ５、图 ６ꎮ 图 ４ 定向顺层条带钻孔平面 通过对新景公司 ３２１２ 工作面瓦斯预抽ꎬ减少了 施工瓦斯治理工程巷道 ３４０ ｍꎬ掘进期间没有出现 工作面瓦斯超限现象ꎬ节约了生产成本ꎬ提高了生产 效率ꎬ保证了安全生产ꎮ 图 ５ 定向钻孔瓦斯抽采累积量变化曲线 图 ６ 定向钻孔瓦斯日抽采量变化曲线 下转第 ９６ 页 ７７ ２０２０ 年 ８ 月 李宏伟等自动化技术在煤矿机电中的应用探析 第 ２９ 卷第 ８ 期