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煤矿机电自动化技术发展及应用分析

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    发表于:2020-07-13  浏览量: 2226  来源: 未知
摘要:随着煤矿现代化的发展,自动化技术在煤矿生产中得到了广泛应用。煤矿机电自动化技术的应用不仅大幅度 提高了煤矿的生产效率,还提高了煤矿生产的安全性。简要阐述了煤矿机电自动化技术的优势,探讨了机电自动化设备 管理的难点,并介绍了自动化技术在煤矿生产中的应用情况,以期为煤矿现代化发展提供一定的参考。

经过多年的发展,煤矿开采经历了由半机械化到 机械化的发展。煤矿的生产效率大幅提高,开采安全 也得到了保障。随着信息技术的发展,一些煤矿开始 向自动化开采过渡。在国家提倡减员提效的背景下, 自动化技术的优势越来越明显[1-2]。为此,很多矿井都 在大力推进煤矿生产的自动化、信息化和智能化。自 动化的目标是实现生产设备的无人看守、自动运行, 这对煤矿行业的发展无疑是一种推动。本文分析了自 动化技术的优势及其发展,并介绍了自动化技术在煤 矿生产中的应用。 


1 煤矿机电自动化技术的优势 


自动化技术是以信息技术为基础,根据设备的运 行规律,通过相关程序使设备自动运行。其最大的优 势是减少了人对设备运行的干预,提高了生产效率。 在煤矿自动化领域,主要是依靠电子信息技术、微机 控制技术和 PLC技术实现机电设备的自动化。与西方 发达国家相比,中国的煤矿机电自动化技术起步较晚。 为了适应中国煤矿发展的需要,继续大力发展煤矿生 产的自动化技术。煤矿机电设备自动化技术的优势在 于提高了煤矿生产效率,降低了安全事故风险,下面 围绕这 2 点进行阐述。 


1.1 提高煤矿生产效率 

在煤矿生产中,传统的机电设备在作业时需要人 工操作,这就要求员工具有较高的操作水平和丰富的现场经验。但是,人总会误判一些情况而导致操作失 误,这不仅会影响生产效率,还存在一定的安全隐患。 如果在生产中不能及时纠正操作失误,就可能发生一些 预料不到的后果。最主要的是人存在生理极限,每隔一 段时间都要换人来操作机器,这导致机械设备不能以最 佳状态运行。而在煤矿机电设备中引入自动化技术后, 人对机电设备的干预程度降低,设备运行的效率更高。 更为重要的是,可以将人从这种重复劳动中解放出来, 使工人有更多时间投入到生产中。在设备运行时,工人 只需要调节少数几个参数就可以控制设备的高效运行。 


1.2 降低安全事故风险 

煤矿行业本身就是一种高危行业,经常会发生各种 安全事故,造成重大的人员伤亡,这是煤矿企业不想看 到的。在发展了煤矿机电自动化技术后,工人从事一些 危险开采活动的频率大大降低,从本质上减少了煤矿事 故造成的人员伤亡。更为重要的是,自动化技术还能监 测开采过程中存在的一些风险,在事故未发生之前就能 发出警报。采用这种方式,大大降低了安全事故发生的 概率[3]。自动化技术的优势是能根据过去的一些规律, 对现在或未来出现的异常进行预防,将安全事故扼杀 在萌芽中,防范于未然。 


2 煤矿机电自动化技术的难点分析

 

中国煤矿行业的技术发展水平不均衡,机电自动化 技术还未得到普及,导致在应用机电自动化技术进行煤 矿生产时还存在一些问题,主要体现在以下几个方面。 


2.1 机电自动化设备操作困难 

虽然自动化技术给煤矿生产带来了巨大的便利,但是也带来了一些问题。很多自动化设备的仪表比较复 杂,显示的数据比较多,煤矿工人阅读起来并不容易。 采用煤矿自动化设备需要掌握较多的专业知识,而煤 矿井下很多人员并不具备这些知识。由于煤矿企业本 身是高危行业,招聘一些高素质的、具备自动化知识 的专业人员相当困难。因此,在实际工作中,可直接 对煤矿的工人进行机电自动化培训,以满足当前对设 备操作的需要。但是,从长远来看,这样做并不能解 决设备操作困难的问题。自动化设备多是一些精密设 备,误操作会引起设备内部一些精密零件的损坏,导 致设备失灵,甚至引发机电安全事故。

 

2.2 机电自动化设备的设计不合理 

目前正处于煤矿自动化的过渡阶段,市场上能用 于煤矿生产的自动化设备并不多,出现了煤矿自动化 设备在生产过程中适用性差的问题,甚至严重影响了 煤矿的安全生产。因为在设计设备时只考虑到一些特 定的情况,而对于现场复杂的情况缺乏一定的考虑, 所以,导致设备设计不合理。在这种情况下,机电自 动化设备的优势不仅没有发挥出来,还影响了煤矿生 产的整体进度[4]。 与此同时,煤矿机电自动化技术涉及的环节更多, 相比于其他行业实现起来更加复杂。另外,机电管理制 度有待完善,不能满足煤矿企业生产的需求。现实中煤 矿自动化的管理严重滞后于自动化技术的发展,在一定 程度上已经限制了煤矿自动化设备性能的正常发挥。

 

3 自动化技术在煤矿开采中的应用 


3.1 在矿井提升过程中的应用

矿井提升机在煤矿材料、设备和煤炭运输中发挥 了重要的作用,保证提升机的安全、可靠运行对于煤 矿高效生产有重要意义。过去,矿井提升机的运行过 程是通过人工控制的,很容易发生各种故障,运行维 护成本极高。随着自动化技术的发展,很多矿井的提 升机都进行了自动化技术改造。提升机运行采用了 PLC 和变频器来进行控制,整个运行过程更加平稳、节能、 安全,减少了由于人为操作失误引起的提升机安全事 故,给煤矿企业带来了一定的经济效益。 


3.2 在煤矿开采设备中的应用 

采掘设备对煤矿生产效率起着决定作用,其主要 作用是完成煤矿生产中的煤炭开采和巷道掘进。在煤 矿开采和掘进过程中,由于地质条件的不确定性,很 容易发生安全事故。在开采和掘进阶段,工作人员众 多,发生事故会造成重大的人员伤亡。减少人员参与 煤矿开采和掘进作业,能最大程度上减少人员伤亡。 因此,在煤矿开采设备中应用自动化技术具有重大的 价值。目前,一些矿井的工作面已经实现了无人化开 采,如图 1 所示,可以通过远程操控采煤机进行煤层 切割和液压支架移架作业,生产效率非常高[5]。 


3.3 在煤矿生产监督中的应用 

实时了解煤矿井下生产活动状况,对于煤矿的安全生产具有重要意义。采用视频监控技术,可以将井 下工人的作业画面和视频实时传输到地面控制台上。 如果发现工人违规操作,可以直接通知井下负责人处 理,杜绝了安全隐患。发生事故时,可以通过视频及 时确定安全区域,为工人指明逃生通道。与此同时, 将煤矿井下的一些安全数据直接汇总到控制台上,可 以监控煤矿井下的总体运行状况。现在,很多矿井已 经建立了煤矿生产的自动化监控系统,也称分布式煤 矿安全监控系统,如图 2 所示。

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4 结语 


在信息技术高速发展的今天,煤矿机电自动化是 未来生产发展的趋势。在煤矿生产中采用自动化技术, 不仅能提高煤矿生产效率,还能保证煤矿生产的安全。 但是,在工作过程中也应该认识到煤矿自动化中存在 的问题,主要体现在机电自动化设备操作困难和自动 化设备设计不合理等方面。目前,煤矿自动化的应用 主要体现在矿井提升的自动化、煤矿生产的自动化和 煤矿安全监督的自动化方面,其他方面的自动化还有 待进一步研究。 


参考文献: 

[1] 贺文斌.煤矿机电自动化技术发展及应用分析[J] .价值工程, 2019,38(36):245-246. 

[2] 刘丽.自动化技术在煤矿机电设备中的应用分析[J] .世界有 色金属,2019(18):293. 

[3] 姚武江.煤矿机电技术创新与应用探讨[J] .江西化工,2019(5): 232-234. 

[4] 李福泉.自动化技术在煤矿装备发展中的应用分析[J] .中国 石油和化工标准与质量,2019,39(18):250-251. 

[5] 闫成峰.煤矿机电设备中的自动化技术应用分析[J] .科技经 济导刊,2019,27(25):90. 


作者:苗飞飞 (西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿,山西 兴县 033600)