煤矿机电自动化技术的创新应用研究

煤矿机电自动化技术的创新应用研究摘要:在煤矿企业“五化”建设进程中，电气自动化技术应用于煤矿机械设备中是必不可少的。电气自动化技术经过长时间的开发与应用，取得了显著的成果。其不仅能改善现有机械设备工作的薄弱环节，使采矿流程更加规范化与自动化，提高采矿生产效率，同时对加强安全管理，提升煤矿安全保障能力有着十分重要的作用。因此，煤矿企业要从机械化自动化向智能应的方向发展，就应当重视电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用，给予资金、技术、人力等方面的支持，不断扩大电气自动化技术的应用范围。关键词：煤矿机电；自动化技术；创新应用引言随着机电自动化技术在煤矿的应用，极大地提升了采掘工作面的生产效率和质量，在很大程度上推动了煤矿采掘工作面的智能化发展。因此，对机电自动化技术在煤矿采掘工作面中的应用进行分析有着较为重要的意义。1内涵随着信息技术的发展，电气自动化控制技术的出现给煤炭行业带来了新的发展机遇。其主要组成部分包括自动软件、自动控制系统和机械硬件。在技术手段和仪器的帮助下，采矿过程得到了精细的控制和进一步的优化，提高了采矿效率和降低安全生产风险。电气自动化控制技术虽然产生的时间很短，但不可否认的是，它促进了矿山生产流程，使矿山机电设备朝着技术化、自动化、精密化的方向发展。煤矿企业要运用好电气自动化控制技术，就需要实现技术与采矿机电设备的充分融合，创新应用信息技术于采矿生产中，不断提升采矿现场的计算机与传感器技术应用水平，从而创造更大的经济价值。2机电自动化技术的特点2.1多样化随着现代科学技术的不断进步，科学技术研究和开发中出现了许多新技术，这些新技术主要反映了技术方法的表面状态和多样化形式。在煤矿机电自动化技术中，它已合理演变为多种形式的技术现象，促进了煤矿机电技术在实际应用中的多样化选择。在进行技术选择方面，必须根据煤矿机电自身的特点和优势加强管理和把控，提升煤矿经济效益。2.2安全性和可靠性目前，微电子技术、计算机技术等多项专业技术已应用于煤矿机电设备，促进了我国煤炭工业的快速发展。经过分析总结，发现机电自动化技术的优势主要集中在以下几个方面：机电自动化技术具有良好的安全性和稳定性。与以往煤矿生产中人工操作技术相比来看，将机电自动化技术加以实践运用可以对煤矿生产过程中涉及到的所有的生产环节加以监督和管控，从而能够及时高效的对生产中所存在的问题加以判断，进而利用有效的方法来加以解决，保证生产工作有序高效开展。尤其是在各种复杂环境下进行煤矿的生产工作往往会遇到诸多的隐形风险。所以要想切实保证煤矿生产工作的安全性和高效性，就需要积极的将自动化技术合理地引用到生产实践之中，促进煤矿生产效率的提升。2.3智能化随着现代科学技术的发展越来越快，在智能技术应用于相关领域的同时，还将开展生产技术的研发和改进，加强我国机电自动化系统的智能信息处理和采集，确保煤矿供电和提升运输系统的安全稳定运行。因此，智能化技术中的感知特点、记忆性能和适用效果保持良好状态，在生产过程中依靠煤矿开采工作进行全面调整，促进我国煤炭产业实现持续性发展。3发展现状随着科学技术水平的不断提高，机械自动化设备在各行业中得到了广泛应用，机电自动化集中控制在煤矿企业中也得到了应用，极大地提高了煤矿开采效率，提高了开采过程的安全性。煤矿机电自动化设备的应用改变了煤矿企业的采掘工作形式，逐步由传统的劳动密集型向技术密集型转变，更适应社会发展的需要。如今，煤矿企业的开采工作离不开自动化集中控制技术。在生产过程中，既能保证安全生产，又便于维护。它具有信息化、程序化和智能化的特点。目前，国内煤矿机电自动化集控与国外一些发达国家相比，仍然存在着一些差距，在实际推广和普及方面的工作做得不够到位，造成国内煤矿企业对先进设备的使用率较低，在一定程度上制约了国内煤矿机电自动化集控的发展和应用。在煤矿企业的生产和经营过程中，机电自动化集控技术作为制约企业发展的一项核心技术，对于煤矿开采工作能够提供强大的技术支持，有利于企业的稳定发展。4存在的问题良好的环境体系离不开完善的管理体制和机制。完善管理体制和机制主要是通过相关的应用手段来保证自动化技术的发展。从目前煤矿机电技术的实践来看，在自动化技术的实际生产和应用中，存在许多不完善的管理制度，这将直接影响煤矿机电自动化技术在实际过程中的发展前景。但也有少数煤矿企业制定了相关管理制度，主要局限于地面部分。煤炭工作的改进在实际开采中没有起到科学实用的效果，不利于自动化技术的实际应用。因此，合理创建系统化、整体化、层次化等自动化技术能够发挥实际优势在管体制机制上实现应用，促进管理制度的完善。煤矿机电自动化技术在专业领域中具有较强优势，但是，在应用过程中必须通过专业相关人员进行培训和指导。根据设计情况进行分析，由于当前自动化技术在实际应用中层次较低，在煤炭开采方面仍然存在初期阶段，导致整体在操作工作中存在不良影响，在工作过程中很难发挥自动化技术的优势展现相关应用。再者，由于一些操作人员在实际工作过程中专业素养不高，导致相关专业技术存在很多缺陷。因煤矿机电自动化专业在实际学习中没有实现全面总结，缺少相关操作经验，将自动化技术在实际应用中发挥自我态度，具有随意性，导致在实际操作过程中经常出现错误现象，降低工作效率也会产生安全问题。5自动化技术的应用5.1在采煤机中的应用在煤矿装备综合机械化采煤工作面的过程中，作为三机配套的采煤机选型对煤矿的安全生产及工作效率有着十分重要的作用。因此煤矿机电自动化集中控制技术在采煤机上的应用更加集中。目前，普通电牵引采煤机采用电牵引新技术，既能为采煤机的运行提供电源牵引，又能通过滑动制动为采煤机发电，充分利用采煤机运行过程中产生的电能。电牵引采煤机工作性能稳定，设备故障可能性低，实际运行中所需的维护工作也较少，因此在我国煤矿生产中得到了广泛应用。在电牵引采煤机使用前，应根据煤矿生产的实际情况来对其中的系统参数进行设置，更好地发挥出电牵引采煤机在传动方面的优势。随着各种信息技术的不断发展，在煤矿生产的过程中电牵引采煤机也得到了推广和优化，在煤矿生产运输的过程中发挥出更大的作用。5.2自动监控技术随着标准化矿井建设工作的推进，目前矿井的整体安全系数比以前有了很大提高，但它仍然属于高风险行业。因此，在煤矿井下采掘作过程中，技术人员应通过机电自动化技术实现对采掘工作面机电设备进行综合的监控。因为当前我国很多煤矿都属深井供电系统，随着开采深度的进一步深入，井下工作的环境较为复杂。为了提升采掘工作安全性，应当精准地掌握掘进工作面采掘的实际速度、现场作业环境的安全状况等，采取针对性的措施，对采掘工作面进行全面监控，通过机电自动化技术，监控设备将相关的信息传输到矿井信息控制中心，技术人员根据采掘工作面实际的情况，作出对应的调控。若出现了工作面环境较大变化而影响到采掘工作安全性的问题，技术人员应当将信息及时提醒相关人员，让相关人员及时撤出，防止在采掘过程中出现安全事故。在对采掘进工作面进行监控时，可通过机电自动化检测技术中的组态软件实现对可编程控制器的全面掌握，从而实现更为全面的监控。主要功能是对采掘进工作面产生的数据进行整理、存储及显示等，对于其中使用到的下位机，主要是通过PLC与基站控制，通过使用计算机软件实现人和机器的有效互动，实现全面监控的效果。5.3在胶带运输机中的应用带式输送机的功能是运煤和出矸。为了不影响煤炭的生产效率，带式输送机需要长时间运行。带式输送机在运行过程中会出现各种故障，需要井下工作人员定期对带式输送机进行检查。然而，带式输送机的长度相对较长，一些小故障不容易发现。如果你把它们都检查一遍，那将是一项艰巨的工作。带式输送机实现自动控制后，系统将根据预设程序对带式输送机进行监控。如果出现异常操作，控制系统将发出警报，同时，还会判断故障的严重程度，如果是很严重的故障，便会对胶带机紧急制动，以免对井下的安全产生影响。此外，通过压力传感可以监测到胶带上面煤炭的重量，控制系统可以根据重量大小灵活地调整电机的转速，节能省电的同时还可以避免电机长时间负荷运行。5.4在矿井提升机中的应用通过对煤矿机电设备运行情况的综合分析，发现在煤矿各类机电设备中，矿井提升机是目前自动化水平最高的设备。矿井提升机主要用于运输生产设备材料和矸石。在实际生产过程中，煤矿开采工作的整体效率和质量往往与矿井提升机的运行密切相关。矿井提升机的运行是由电气控制系统完成的。在整个电气控制系统中，自动化技术的作用非常巨大，这也充分表明自动化技术的水平与矿井提升机的运行密切相关。当下，国内大部分煤矿企业使用的都是全数字化的矿井提升机，这类设备的自动化技术水平更高，其实质是利用电脑设备来进行编程从而实现对控制器运转的调控。但相较其他控制器，高水平的电脑设备可编程控制器的主要工作是对总线通信控制技术方法加以实践运用，主要作用是促进提升机运行的稳定性和安全性，尽可能地规避各类危险事故的发生。如图1为自动化控制改造后的提升机控制系统图。图1提升机控制系统结构图5.5掘锚一体化技术在巷道掘进过程中，通常需要使用各种类型的临时支护。从传统支持的角度，一般会采用“一掘一支”的方式，在这种模式下，支护工作和掘进工作分开，对作业整体质量和效率的负面影响更为明显。因此，井下一线从业人员费力费时，劳动强度相对较大，现场操作风险较高。所以，为了全面提升综掘的整体效率，对整个掘进技术可通过机电自动化技术进行针对性的优化，通过在掘进机械上安装锚护装置的方式，在不退机的前提下，实现对顶板锚杆、帮部锚杆的有效支护。这种配套锚护主要包含有分流集阀、管理、换向阀及伸缩油缸、降油缸等。主要的工作原理是将掘进机中自身液压控制系统全部调整到掘进作业工作中，从而实现对顶部锚杆、帮部锚杆的有效支护。在支护过程中，对掘进施工整体的影响较小，切换也相对较为便捷。5.6在矿井井下传送带中的应用在煤矿企业的生产过程中，井下输送带作为运输的关键设备，必须保证连续运行，而传统的矿井井下传送带已经无法满足目前对于生产运输的需求，运输量较低，安全性也有待提高，在使用了国内自主研发的运输设备后，极大地改善了这一现状。新型的带式运输机主要运用了机电一体化设备以及CST可控软件，确保煤矿生产运输的连续性。在新型的带式运输机中更加智能化，最大程度地减少设运输的错误率。但是在现阶段煤矿机电自动化集控在矿井井下传送带中的应用，仍然存在着一些问题亟待解决，其中最为突出的问题就是矿井传送带中间的驱动点稳定性较差，这就为矿井工作增加了运行的隐患。针对我国在科学研究过程中研发出自动化带式运输机，它主要应用于机电自动化技术，通过SCT可控软件保持实际支持效果，合理保障井下原煤运输在实际过程中存在不间断性，借助智能化保障实际监督效果，大幅度减少在设备工作中出现的故障和错误现象。5.7掘进机自动纠偏技术为了保证掘进机在工作过程中能继续沿巷道中心线前进，防止跑偏问题，掘进机进入下一个工作环节后，应在机电自动化技术下实现自动纠偏。能否实现自动纠偏的效果，应从方向、位置等方面进行判断。在其中可使用三维电子罗盘仪，从而对掘进机方向进行针对性的判断，主要是通过对掘进机方向夹角进行判断的方式，将巷道中心线与掘进机中线之间所形成角度偏差进行判别，并将这些作为基础，通过激光指示仪实现对方向的有效纠正，从而实现对掘进机方向的有效控制。对于两者出现的位置偏差情况，可选择使用超声波测距离仪器，选择使用超声波回声测距、精准测量等方式，对其中出现的误差进行测量，再利用二轴倾角传感器检测水平面和机身俯仰角是否沿着预设的位置掘进，还可以通过比例电磁阀、行走马达和PLVC单元调整掘进机掘进的位置和方向。6改进措施为了扩大电气自动化技术的应用范围，提高电气自动化技术的应用水平，煤矿企业应不断优化煤矿现场和运输巷道等工作环境，保护和储存不同部件，防止腐蚀和潮湿。例如，在潮湿环境中做好防潮通风，在振动环境中保持部件的稳定和固定。此外，电气自动化技术需要员工进行调节和检测，因此需要配备精通电气自动化技术规范、能够将技术与实际采矿经验相结合的专业高素质人员和不断升级的电气自动化技术。煤矿企业在生产运营的过程中，必须要建立一套完善的管理制度，对设备的使用、维修进行全面的管理，并在日常工作中对设备进行定期的维护。在设备管理制度中，应对每个人的责任进行明确，将责任具体到个人身上，当使用或者维修设备之后，也应及时地做好相关的记录工作，以便于对设备进行管理。设备的状态管理具体包括对设备的检测和对设备技术两方面的管理工作，设备检测氛围在线自动检测和离线检测，设备技术管理通过检验设备运行参数是否正确，能够对设备整体的运行情况进行跟踪，有效地监督设备的动态情况，从而实现对设备状态的有效管理。结束语综上所述，自动化控制技术的应用使煤矿企业整体的电能损耗减少，在设备运行过程中，利用变频节能技术加以控制，可以有效的达到节能减排的目标，在充分发挥机电设备的作用的同时，进一步提高煤矿生产力和安全保障能力。对煤矿设备进行自动化改造，实现了煤矿机电设备一体化的管理，通过地面总控室对井下机电设备进行全局性的监管，对井下从业人员的工作任务进行精确分配，还可以实时监控设备的运行