自动化技术在矿井工程的优势

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摘要：在矿井工程中，传统技术的缺陷是效率低、安全事故的发生率得不到有效控制，为了推动矿井工程的高效开展，并提升矿井工程的安全性，需要在矿井工程中深入应用自动化技术。以此为出发点，针对自动化技术在矿井工程中的应用做了简要分析。

关键词：自动化技术；矿井工程；应用

在矿井工程中应用自动化技术，指的是在减少人员操作或者完全脱离人员操作的情况下令相关设备自动运行，并且在运行过程中自主检测，当设备出现故障或不正常的运营状态时可及时发出预警，避免酿成更严重的事故，这样就可达到提升矿井工程效率和安全性的目的。在新的发展时期，矿井工程面临着更高要求，为了进一步充分发挥矿井工程在国家经济建设中的作用，非常有必要全面了解自动化技术，以此实现自动化技术在矿井工程中的充分应用。

1自动化技术及其在矿井工程中的应用优势

自动化技术指的就是以相应编辑程序为基础，通过数字化控制操控设备，以此令各种设备能够自动化运行和检测。在运行过程中，自动化控制系统可以分为不同模块分别对设备实施控制，但不同模块在同一个PLC芯片的控制下实现统一配置和使用。另外,这项技术的操作要求比较低，操作人员只需要通过事先编辑好的程序运行即可。关于自动化技术在矿井工程中的应用优势，主要体现在以下三个方面。第一，自动化技术可以赋予矿井工程智能化特征。在矿井工程中应用自动化技术，可结合人的使用习惯操控设备，并实时采集和分析设备的各种运行数据，通过运行数据能够准确判断当前设备的真实运行状态，如果设备处在错误运行状态下，或者存在不易察觉的微小故障都能被及时检测到，并给出最科学的处置方案。第二，自动化技术可实现对矿井工程的远程监控[1]。应用自动化技术能够远程检测并分析各种电气线路和电气设备，并且向后台控制中心实时反馈，这样就不需要在相关监控任务中投入过多人力资源。第三，自动化技术可促进电气设备的优化，相较于传统电气技术，自动化技术的优势非常明显，不仅拥有良好的控制性能，而且为满足自动化控制技术的应用需求，相关设备也需要升级和改进，从而促进电气设备的不断优化。

2自动化技术在矿井工程中的应用

2.1在矿井风门控制中应用自动化技术

建设矿井工程过程中，是否能够有效控制封门的开闭对整个工程具有直接影响，这里指的并不仅是简单打开或者关闭风门，而是风门在打开或者关闭过程中的控制。这一过程中的风险性比较高，过去的矿井工程中，风门的开闭需要人工来执行，但这种方法不仅令矿井工程的效率受到一定限制，而且无法保证风门开关的控制效果，一旦在控制过程中出现失误，不仅会导致工程难以顺利进行，甚至会造成极为严重的井下事故。针对这种情况，应在风门开闭中结合使用自动化技术，利用自动化技术准确判断整个工程的实际情况，然后结合工程需求控制风门开关，一方面保证了工程效率，另一方面也降低了事故的发生率。例如，某矿井工程在封门开闭中对自动化技术的应用，通过蓝牙信号接收器、显示器、开闭传感器、湿度传感器、声光报警器、电机启停控制器、电源模块、电源开关、CAN接口模块、微控制器、MCU接口模块等同时协同运作，实时感应并监测井下环境状况，接下来就可以根据实际需求控制风门，令控制效果得到了显著提升。

2.2在矿井机电设备中应用自动化技术

将自动化技术应用到矿井工程中，主要目的是实现对各种机电设备的自动化控制，以此保证整个工程能够稳定运行。在某矿山工程中，机电设备对自动化技术的应用是通过Jik系列盘式可控自动装置实现的，并且实现了各种机电设备的一体化运行。这种控制装置的构成有电气系统、机电制动系统和液压机组，一方面保证了机电设备运行时对动力的需求，另一方面也可结合工程的需求控制设备的启动和运行。其制动力来源于制动盘和闸瓦之间的摩擦，改变制动力时可调节装置内的液压机。通常来讲，在控制过程中会参考电气系统所获得的设备运行数据。比如，当电气系统获得设备数据并通过分析之后发现，当前设备的实际运行状态低于设定状态，那么证明设备正在低负荷运行，此时需要减少对设备的动力供给。通过制动装置对设备进行控制，令其保持在合理的运行速度下，这样既能满足工程需求，同时也减少了设备运行中的能源消耗[2]。以图1为例，这是一种矿用提升机的盘式车轮制动器，该制动器有摩擦铁、进油口、制动钳体、活塞、车校部、制动盘等构成，运行过程中可通过电气系统发出的命令协同运作各个部件，以此实现自动化运行，解决了传统矿井提升机中继电器稳定性不高的问题。提升机在运行过程中依赖自动化技术的变频器和控制器，在改造之后利用自动化技术运行。改造过程：首先将提升机的操作平台拆除，然后安装变频器和控制器，但这里有一点需要注意，控制平台拆除后应留作备用，同时还要安装能够适应自动化电气系统的转换电站，从而在无法使用自动化技术时手动控制提升机的运行。

2.3在资源装卸中应用自动化技术

在矿井工程中的资源装卸作业中，机械设备早已经得到普及，但传统机械设备仍然对人工的依赖性非常高，以至于工程效率并没有得到显著提升，而且在使用人工过程中还可能因为疏忽或者工作失误造成损失。对此，可以在资源中心过程中使用自动化技术，从而提升资源装卸的可靠性、降低作业成本和操作难度。应用自动化技术过程中，可以利用PLC控制与资源装卸有关的各种设备，同时关联输送机、核心控制系统和矿井工程管理系统，这样工作人员通过后台显示装置就能够实时了解资源输送机的运行状况和资源的装卸状况。

2.4在矿井排水系统中应用自动化技术

图2为某矿井工程的井下自动排水系统，该系统构成有井下高速工业以太网、三个水泵系统、PLC控制中心[3]。其中水泵系统可以监测电机的运行温度、流量水位、启动器状态、阀门的开关状态、泵状态和阀门状态，并控制电机的开启和关闭。过程中通过对井下水位的监测，判断是否要开启电机，电机开启之后整个系统可以结合实际排水需求开始运行，直到达到设计排水标准以后将系统关停，从而将井下水位控制在安全范围内，有效保证了矿井工程的稳定进行。

3结语

在矿井工程中自动化技术的应用可显著提升技术水平，这项技术体现在很多方面。相关人员应在正确认识自动化技术以及应用优势基础上，结合实际需求合理应用，从而将自动化技术的作用充分发挥，保证矿井工程的顺利开展，提升整个工程的安全性，并减少在工程进行中的成本投入，进而通过矿井工程为我国经济建设提供更加强大的动力。

参考文献

[1]张骞,王明国.电气工程自动化技术在矿山工程中的应用研究[J].2021,2(9):102-103.

[2]陈前.电气工程自动化在矿井机械采集中的应用[J].世界有色金属,2019,19(4):245.

[3]苏健,丁延学.机械自动化集控技术在矿井开采中的应用[J].世界有色金属,2019,21(5):65-66.

作者：张文华 单位：霍州煤电集团沁安煤电有限责任公司