煤矿机电设备自动化控制优势与应用

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摘要：中国煤矿基本实现了机械化开采，正在朝着自动化开采及智能化开采的方向发展。无论是自动化开采还是智能化开采，其关键都在于煤矿机电设备的自动化控制。分析了煤矿机电设备自动化控制的优势，并阐述了其在煤矿开采中的应用，可为认识自动化开采及智能化开采提供一定的参考。

关键词：煤矿开采；机电设备；自动化控制

随着科学技术的发展，自动化技术在各个行业中都得到了应用，煤炭行业也不例外。目前，中国煤炭行业正处在从机械化开采向自动化开采及智能化开采转变的关键阶段。无论是自动化开采还是智能化开采，其关键都在于煤矿机电设备的自动化控制。因此，非常有必要认识煤矿机电设备自动化控制的优势[1-2]。自动化控制使机电设备按照预定的轨迹运行，从而将人从重复的劳动中解放出来。本文围绕煤矿机电设备自动化控制的优势展开，分析了机电设备自动化控制在煤矿开采中的应用。

1煤矿机电设备自动化控制的优势分析

为了进一步提高煤矿开采效率，自动化技术已被广泛运用到煤矿机电设备中。自动化技术是基于电子技术、微机控制技术和信息化技术发展起来的一种先进的生产技术，其主要实现设备或生产的自动化运行，减少人的干预[3]。下面将分析煤矿机电设备自动化控制的优势。1.1减少煤矿工人数量提高生产效率。传统的煤矿开采是劳动密集型产业，这不仅限制了煤矿企业的经济效益，还极大地阻碍了煤矿企业的可持续发展。随着人力资源的成本不断提高，煤矿企业面临着巨大的压力。为此，很多煤矿大力发展自动化技术，旨在提高煤矿生产效率，降低煤矿生产成本。机电设备采用自动化控制后，可大幅度减少煤矿工人的数量。这有助于提高工人的单人工效，还降低了工人体力劳动量，最大限度避免了设备运行故障及安全事故隐患的发生，大大提升了煤矿企业的经济效益。1.2增强了煤矿生产的安全性。在煤矿机电设备采用自动化技术后，煤矿生产将变得更加安全。实现自动化控制的过程中需对设备运行状态进行监控，若发生异常，则能更早地发现。这有助于更早地发现设备的安全隐患，从而减少事故发生或降低事故发生造成的危险性。很多自动化设备都自带有危险报警功能，发生异常情况时能做出最有利的处理，这在很大程度上保证了工人的生命安全。此外，安装在井下设备中的视频监控系统能捕捉到工人的违规操作行为。这有利于规范工人的操作，使其养成正确操作设备的习惯，从而减少由误操作引发的安全事故。随着人工智能的发展，煤矿开采也将进入智能化开采时代。工人可以在井上的煤矿智能化开采控制室中操作煤炭开采（见图1），这极大地保护了工人的生命安全。而且，智能化开采的出现推动了煤矿夜班的取消。在煤矿夜班时，煤矿生产安全事故发生的可能性比白班大得多。1.3便于机电设备的管理。使用自动化技术后，机电设备的管理将更加容易。通过建立的煤矿生产信息化管理系统，可在井上对井下机电设备实施有效管理。这种管理可实现无人值守，大大降低了机电设备管理的复杂性[4]。在生产信息化管理系统上，可很方便地查看井下生产设备运行情况及人员分布情况，例如采煤机运转时的功率、皮带输送机的运输量等。采用系统自带的设备管理日志，可清楚记录设备的运行维护和维修记录。这有助于对设备运行过程中可能会出现的故障隐患进行预测，大大降低了企业的设备维修成本。此外，在机电设备发生故障或事故时，可在控制台对有关设备进行远程控制，从而减少故障或事故造成的损失。

2煤矿机电设备自动化控制的应用分析

为了更好地说明自动化技术在煤矿开采中应用的优势，下面将具体分析煤矿机电设备自动化控制的应用，主要包括在矿井提升机、皮带输送机及矿井通风机中的应用。2.1自动化控制在矿井提升机中的应用。矿井提升机是煤矿开采的重要设备，其主要负责向井下输送材料和设备。通常情况下，矿井提升系统的惯性大、控制程序复杂且对速度控制比较严格。提升机在工作时，需要频繁地启动和停止。若采用普通的机械式开关来进行控制，则对提升机的控制系统会产生较大的冲击。因此，很多矿井的提升机都进行了自动化改造，如图2所示。将变频技术应用于提升机的启停控制，可实现提升机的平稳启停，从而提升了提升机使用的安全性。此外，提升机可根据提升或下放的重物质量，自动调节运行速度，使得提升机处于最佳运行状态。自动化控制技术的应用进一步优化了矿井提升机系统的内部结构，保证了提升机的整体性能，使得设备的安装和操作也变得简单。PLC.可编程逻辑控制器。2.2自动化控制在皮带输送机中的应用。皮带输送机是煤矿井下重要的运输设备，其正常运行对工作面的产量有着直接影响。传统的皮带输送机在运行时需要工人不断地检查其运行状态，例如是否出现跑偏、断带等问题。皮带机的输送距离比较长，这给工人带来了很大的劳动量，且不能及时发现皮带输送机出现的故障。因此，很多煤矿的输送机都已进行了自动化改造。在自动化改造后，可对皮带机运行状态进行自动监测，遇到异常情况时会自动报警。同时，还可以使得皮带输送机更加节能，根据皮带输送机运行的重物来调节运行速度。经过统计可发现，在经过自动化改造后，皮带输送机断带现象明显减少，且节能30%左右。2.3自动化控制在矿井通风机中的应用。矿井通风机是矿井通风的主要动力源，不仅要保证其运行的可靠性，还应保证其运行的经济性。一般情况下，矿井通风机消耗的电能占矿井总消耗的50%左右。因此，必须保证矿井通风机处于经济运行状态，否则会有大量的电能浪费。在过去，矿井通风机的工况点是通过风机的叶片安装角来调节的，调节所用时间较长，十分不方便。很多时候，矿井通风阻力的测定几个月甚至半年进行1次，而在这个周期内大量电能会被白白浪费。而矿井通风机经过自动化改造后，通过煤矿井下安装的传感器可实时测得矿井局部通风阻力，根据矿井通风网络就可确定矿井的实时通风阻力。在确定矿井通风阻力后，调节通风机的转速就可实现对通风机工况点的动态调节。这有助于在满足矿井安全运行的前提下节省大量的电能。

3结语

自动化控制是一种先进的生产力，其在煤矿机电设备中的应用能减少煤矿工人数量，提高生产效率，增强煤矿生产的安全性，且便于机电设备的管理。因此，需要在煤矿机电设备中充分应用自动化控制技术。通过分析自动化控制在矿井提升机、皮带输送机及矿井通风机中的应用可发现，其能有效提高设备运行的安全性和可靠性。研究可为认识煤矿机电设备自动化控制提供一定的参考。

参考文献：

［1］常晓刚.煤矿机电自动化控制技术的优势与应用分析［J］.机械管理开发，2020，35(8)：272-273.

［2］孔令成.煤矿机电自动化控制优势和应用［J］.中国科技信息，2020(16)：57-58.

［3］孟少华.机电自动化技术在煤矿中的实际应用［J］.当代化工研究，2020(13)：84-85.

［4］周川.煤矿机电自动化控制技术优势及应用分析［J］.科技风，2020(13)：25.

作者:刘宁 单位:山西西山晋兴能源有限责任公司