煤矿机电设备中自动化技术的应用探析

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　　摘 要：将自动化技术应用在煤矿机电设备中不仅可以使人工成本大大降低，提高了煤矿开采效率，还能够提高生产作业的安全性。由此可知，《煤矿机电设备中自动化技术的应用》这一課题具有重要的研究意义。为此，从自动化技术相关概述入手，对自动化技术在煤矿企业生产中的应用优势进行了全面而深入地分析，并在此基础上探究了自动化技术在煤矿机电设备中的具体应用。
　　关键词：煤炭机电设备;自动化技术;优势;具体应用
　　中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.24.114
　　1 自动化技术相关概述
　　随着科学技术的不断发展，自动化技术已经在很多领域大放光彩，有效推动了这些领域的发展，不仅提高了其生产效率和生产质量，同时还大大减轻了员工的劳动力，也使一些安全事故的发生概率大大降低，为企业发展创造了非常优越的条件。自动化技术属于一种综合性比较强的科学技术，融合了很多技术的优势，具有非常明显的复杂性、多功能性，在融合一些人工智能技术以后，还表现出来一定的智能化特点。总的来说，当前我们所应用的自动化技术主要涉及到信息技术、传感技术、控制技术、人工智能技术等。利用自动化技术，我们目标已经可以对控制对象实现远程监控，这对于煤矿企业而言是大大的“福音”。我们知道，煤矿企业中应用到非常多的大型设备，而这些设备一旦出现问题，那么不仅会使生产中断，给企业造成经济损失，而且在排查故障时也相当地费时费力。但是利用自动化技术就能有效处理这些问题，可以在一些设备出现问题以后能够自行排查，在最短的时间内发现问题并解决问题。在这个过程中，自动化技术不仅大大提升了工作效率，同时也降低了维修成本，能够让这些出故障的设备早日投入生产。在国内一些煤矿企业中，它们应用自动化技术的方式略有不同，更多的是应用于运输设备以及釆挖设备上，至于其他设备则应用比较少，仍然以人工为主，而且对于国内一些小型企业而言，自动化技术普及程度较低，应用自动化技术比较少。
　　2 自动化技术在煤矿企业生产中的应用优势
　　当前，自动化技术已经在国内很多大型煤矿企业得到了广泛应用，有效推动了我国煤矿企业的发展，同时也大大降低了人工成本，对于一些比较危险的工作也可以用自动挖掘设备替代人工来完成，使煤矿事故发生的概率大大较低。就目前自动化技术的发展前景而言，其在未来一段时间内，将会在煤矿企业中有更大的应用市场，同时表现出更明显的应用优势。
　　2.1 提高了煤矿开采效率
　　当前，露天煤矿基本上已经被开采完成，所以很多采矿工作只能在深远地地下完成，而与露天开采不同，很多时候都只能依赖于人工进行开采，所以开采效率非常慢，而且危险性也非常大。但是通过利用自动化技术可以有效缓解这个问题，使煤矿开采效率大大提升。将自动化技术应用到釆挖设备上，通过预先编写好的程序来控制挖掘设备的工作内容，能够使设备运行流畅性被提升。而对于人工而言，釆挖难度要比装煤的难度大很多，利用具有自动化功能的挖掘设备可以将他们的工作难度降低，而把相对简单的装煤工作留给人工，从而使煤矿总体工作效率得到提升。
　　2.2 使人工成本大大降低
　　将自动化技术应用到煤矿机电设备中，可以使人工成本大大降低。在实际生产过程中，只需要技术人员进行远程操控就可以让设备替代很多人的工作，并且还可以保证工作效率，从而使人工成本降低。比如，对于整个采矿环节来说，在没有自动化挖掘设备之前，基本上所有的工作都只能依靠人工来完成，即使有一些挖掘设备，由于没有自动化技术的帮助，所以必然需要人工现场操作挖掘设备进行工作，这在无形之中就增加了人工成本。而利用自动化技术可以让一个技术人员同时操控好几台挖掘设备，这就使挖掘人工成本成倍降低，这对于提高这些煤矿企业的市场竞争力是非常有利的。
　　2.3 提高生产作业的安全性
　　煤矿企业生产是个比较危险的工作，尤其是对于一些比较危险的工作岗位更是如此。就拿煤矿机电设备来说，充分应用自动化技术能够提高生产作业的安全性，给机电技术人员创造一个更为安全、舒适的工作环境。对于某些比较危险的工作，他们完全可以让自动化设备来完成，防止安全事故的发生。“安全大于天”是每个煤矿企业都具备的意识，而如何才能真正地做好员工安全防护工作，将产生安全事故的概率降至最低，是每个煤矿企业领导都应该思考的问题。生命只有一次，防患于未然永远要比亡羊补牢的效果好，而自动化技术的出现就为煤矿企业做好防范奠定了基础，而如何能够最大程度上地将其应用到企业生产活动中，同样也是机电技术人员应该考虑的问题。
　　3 自动化技术在煤矿机电设备中的具体应用
　　自动化技术在国内很多煤矿企业中都得到了较为普遍化的应用，尤其是在一些机电设备中更是显露出了极其明显的特性优势。而且由于自动化技术是由很多其他技术融合而成，所以在实际应用中还表现出其他科学技术特点，给煤矿企业生产作业创造了非常优越的条件。目前国内煤矿企业对于自动化技术在机电设备中的应用主要体现在提升机、压缩机、运输机、釆挖设备以及生产监控等设备中，而且在不同的设备应用中体现出不同的功效，但都有效地改善了其工作效率和工作质量，对于这些煤矿企业未来发展具有十分重要的意义。
　　3.1 自动化技术在机电设备中提升机的应用
　　提升机在煤矿企业生产过程中是最为普遍和常见的一种运输设备，主要用于对员工以及一些设备的上下井。在过去，煤矿企业的提升机的正常运作是利用交变电流来实现的，而对升降速度的控制往往需要依赖于内置电阻。当然，在实际工作中往往还需要应用一些辅助设备来对速度进行精准控制，而在这个过程中对电流的利用率非常低，存在非常严重的电能浪费现象，增加了企业生产成本。不仅如此，由于提升机随时运行，而且在不同的时候可能需要运输的物料质量不同，所以在工作中对于设备的质量有着较高的要求，如果这些设备质量存在问题或者没有做好日常的检修工作，那么其一旦出现事故，那往往都是灾难性的。这就要求煤矿企业能够借助于其他科学技术手段优化该工作，通过优化工作路线来避免此类事故的发生，同时给企业员工创造更安全的工作条件。在当前的社会背景下，通过将自动化技术融入其中，达到数控的要求，不仅可以实现智能化精准控制升降速度的目标，而且还有效增加了设备运行的可靠性。在一些人眼中，将自动化技术融入其中就意味着设备更新，而这就增加了企业成本，但是将目光放长远一些就会发现，虽然从表面上来看企业设备成本上升，但是对于电能的节约以及对事故的预防所带来的贡献却是十分客观的。融入自动化技术以后，技术人员还可以对设备进行实时监控，而且当设备出现问题时还可以及时自动检测出故障产生的原因，给后续的维修工作提供参数，提高维修效率和质量，同时也使维修难度大大降低。 　　3.2 自动化技术在运输机的应用
　　煤矿运输机是将煤炭从井下运输到井上必不可少的工具，而煤矿企業一般应用到的运输机设备的传动动力主要依赖于多个驱动器，而实际启动中需要借助于液力耦合器来实现，然而在这个过程中会给皮带以及其他组成部分带来瞬间大电流所形成的高压，这对于运输机其他部位零件的寿命会带来非常大的影响，并最终导致运输机的寿命大大降低。摩擦生热也是皮带传送经常面临的一个问题，所产生的热量会使皮带出现老化的问题。不仅如此，过去的运输机运行状况并不平稳，煤块掉落的现象时有发生，所以往往需要配备专门的工作人员负责清理这些掉块，给企业增加了人工成本。而通过将PLC系统应用到运输机相关设备中，就可以实现自动化生产，达到数控要求，保证运输机可以根据实际生产的情况对运输速度进行动态调整，保证运输过程的稳定性，从而使皮带与煤矿之间尽可能不产生相对滑动，避免热量的产生，提高皮带的使用寿命，也使运行可靠性大大提升。与此同时，也可以避免煤块掉落情况的发生，所以企业不需要安排专人去清理这些掉落的煤块，降低了企业生产成本，也使设备产生故障的概率大大降低。
　　3.3 自动化技术在压缩机中的应用
　　压缩机基本上煤矿所有设备的动力源头，而有关研究结果表明，对于很多煤矿企业而言，其使用的压缩机所花费的电费金额达到十几万乃至几十万元，这对于一些中小型企业而言是非常大的一笔生产负担。产生这种情况的原因非常明显，主要是因为煤矿机电设备有时候并不需要其满负荷工作，而压缩机设备工作形式比较“呆板”，不能根据实际生产的需要而智能化地进行调整，所以造成了电能上的浪费。一般来讲，压缩机工作往往需要与交流电机进行配合才能保证动力支持。压缩机在实际运行过程中的情况并不是固定不变的，满载、空载无规律地交替转换，所以导致交流电机也要跟着不断变化，不仅给电网带来非常大的工作压力，同时还降低了煤矿劳动效率。将自动化技术引入到压缩机设备中，就可以实现该设备的自动化调节功能，使压缩机可以根据生产实际的需要进行智能化调节，使电能大大降低，并且降低了电网工作压力，延长了电网使用寿命。
　　3.4 自动化技术在采掘设备中的应用
　　采掘设备在煤矿企业生产作业中的重要性不言而喻。众所周知，井下挖煤是一项比较危险的过程，而且由于井下环境恶劣，产生塌方冒顶的情况往往不能有效避免，而且危险产生时并没有任何的表现，所以工人不能对一些潜在的危险进行预判。这就使工人在采矿过程中不仅要承受很大身体上的压力，同时他们心理负担也非常沉重。传统的人工采掘效率比较低，而在应用传统的机械采掘方法时对于技术人员要求比较高，不仅需要他们掌控采掘的角度和力度，同时还要做好滑脱的准备。有些地方并不能依靠机械来帮助挖掘，而只能依靠最原始的人力进行挖掘，这就进一步增加了人工劳动力和发生事故的概率。将自动化技术应用到采掘设备中的比如当前应用比较多的电牵引采煤机就是应用自动化技术的典型案例。其实质上就是利用自动化技术优化了其功能，使设备添加了一个牵引功能，使采煤机出现滑动以后，可以借助于牵引技术阻止滑动现象进一步产生，降低对采掘空间的要求，不但提高了采掘效率，同时还增加了劳动过程的安全性。
　　3.5 自动化技术在生产监控中的应用
　　粉尘超标、瓦斯浓度过大、地层变动等都是采煤过程中可能遇到的安全事故，所以监控工作非常有必要，能够将很多安全隐患扼杀在摇篮中，不仅为工人安全提供了保障，同时也降低了煤矿企业生产成本。自动化技术应用到监控设备中，主要是以计算机为操作段，并且利用传感器将相应的数据信息传递出去，通过一系列的数据信息转换而以更直观的形式展示出来，从而起到报警作用。利用这种监控手段可以使工人工作安全性大大提升，并且让监控人员及时发现问题，一方面给工人安全撤离争取时间，保证工人身命安全;另一方面也可以将危险产生的苗头扼杀掉，保护企业的财产安全。
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