煤礦機電一體化技術應用探析

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摘要：在信息化時代背景下，煤礦生產管理信息化勢在必行，在煤礦企業(yè)經濟效益提升、持續(xù)性發(fā)展等方面起到促進作用。因此，文章從不同角度入手闡述了煤礦機電一體化技術及其應用作用、具體應用，充分發(fā)揮機電一體化技術優(yōu)勢作用，保證煤礦生產安全的同時最大化提升煤礦生產的效率以及效益。

關鍵詞：煤礦；機電一體化技術；應用

1煤礦機電一體化技術及其應用作用

煤礦機電一體化技術集計算機、電氣、電工電子、機械等技術于一體，在實現煤礦生產信息化、自動化等方面起到重要作用。煤礦機電一體化技術類型多樣化，包括信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術[2]，優(yōu)勢作用鮮明的同時多樣化。比如，檢測傳感器技術具有檢測、傳感、控制等功能，實時控制煤礦生產中的系統(tǒng)設備，自動操作的同時準確檢測煤礦各個環(huán)節(jié)，動態(tài)監(jiān)督以及實時反饋系統(tǒng)設備異常運行情況。又比如，自動控制技術可以劃分為積分控制技術、比例控制技術等，要針對煤礦機電系統(tǒng)以及設備運行要求以及運行狀態(tài)，優(yōu)化利用機電一體化技術，在自動化控制基礎上及時發(fā)現、妥善處理故障隱患問題，在風險預測、預警、診斷、處理等相互作用下實現煤礦高效生產。煤礦機電一體化技術的科學應用是對傳統(tǒng)煤礦生產的轉型、升級，保證煤礦生產安全的同時減少了作用到煤礦生產中的財力、物力、人力，提高煤礦生產效率的同時安全事故發(fā)生率以及生產成本最小化，煤礦資源開采、利用等環(huán)節(jié)得以優(yōu)化，利于煤礦企業(yè)在綜合效益持續(xù)提升基礎上增強市場綜合競爭力。

2煤礦機電一體化技術的具體應用

在煤礦生產過程中，機電一體化技術的應用體現在多個方面，開采機械設備、安全生產監(jiān)控系統(tǒng)、綜合開發(fā)、煤礦資源運輸等[3]，發(fā)揮多樣化的優(yōu)勢作用。煤礦企業(yè)要在煤礦生產實踐過程中優(yōu)化煤礦機電一體化技術應用各環(huán)節(jié)，提高煤礦生產信息化水平。2.1應用到煤礦開采機械設備與掘進機。煤礦生產作業(yè)中掘進機是必不可少的關鍵性機械設備，要在應用機電一體化技術基礎上優(yōu)化煤礦資源掘進生產環(huán)節(jié)。在掘進機運行過程中，借助機電一體化技術，促使電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)相互作用的同時實現“機、電、液”一體化，將多個電氣設備作用其中，比如，安全操作箱、防爆燈、礦用防爆電鈴[4]，借力電氣元件優(yōu)勢作用，讓煤礦掘進機具有人機交互的功能。通過PLC可編程控制器對煤礦掘進機硬件設備、軟件系統(tǒng)進行一系列操作，比如，監(jiān)測、控制、檢查、保護，實時準確、詳細顯示系統(tǒng)軟硬件運行參數、運行狀態(tài)、故障信息數據等，在動態(tài)監(jiān)督、精準反饋的基礎上科學處理隱患問題，確保煤礦資源安全開采。此外，機電一體化技術頻繁應用到開采機械設備中，采煤機、支護設備等，提高煤礦開采的安全系數、效率以及經濟效益。比如，將機電一體化技術作用下的變頻器、可編程控制器應用到600kW的電牽引采煤機，通過微機控制實現功率平衡以及轉速同步，及時準確、詳細顯示采煤機應用中運行狀態(tài)等信息數據，動態(tài)檢測、診斷設備零部件應用中呈現的故障問題，自動化評估、處理的同時加大系統(tǒng)設備應用中風險以及故障高發(fā)環(huán)節(jié)管控力度，做好風險預測以及預警工作，在源頭上將風險發(fā)生率最小化，全面提升采煤機的運行穩(wěn)定性以及煤礦資源開采的經濟效益。2.2應用到煤礦資源運輸。在機電一體化技術應用中，煤炭資源運輸是一大關鍵性環(huán)節(jié)，要深刻把握最新煤礦資源井上以及井下運輸的具體要求、實際情況，在滲透機電一體化技術過程中深化煤礦資源運輸裝置，具備多樣化的功能作用，自我保護、故障診斷等[5]，保證煤礦資源運輸的安全以及質量。在應用機電一體化技術中更新、升級作用到煤礦資源運輸中的系統(tǒng)設備，完善功能作用的同時提升整體性能，比如，將1.4m強力皮帶、3×560kW的驅動電機以及傳輸裝置、成套電控裝置應用到礦井中，促使煤礦資源運輸中皮帶機高效運轉，降低故障發(fā)生系數的同時盡可能延長運輸系統(tǒng)設備的使用壽命。在可控起動傳輸裝置作用下，實時鎖定離合器的同時對驅動系統(tǒng)聯軸器以及齒輪進行沖擊、過載等方面保護，在和其他裝置相互作用過程中促使系統(tǒng)設備安全、穩(wěn)定運行，保證開采的煤礦資源得到高質量傳輸。2.3應用到煤礦安全生產監(jiān)控。由于煤礦生產環(huán)境復雜多變，存在較多的危險源以及不確定性因素，極易發(fā)生安全事故，造成嚴重人員傷亡以及經濟損失，安全生產是煤礦企業(yè)必須高度重視的方面，要在應用機電一體化技術過程中實現煤礦生產信息化，在源頭上保證煤礦生產的安全性。以某地區(qū)煤礦為例，煤層厚度為4.26m，綜合機械化采煤方法應用其中，工作面瓦斯涌出量為37.77m/min，瓦斯抽放率為44.13%，采用“二進一回”的通風形式，即皮帶巷與軌道巷進風，尾巷回風。在煤礦開采過程中，工作面發(fā)生瓦斯爆炸安全事故，井下有438名礦工，74人死亡，120人受傷，8人為重傷，直接經濟損失為2486.94萬元。針對這種情況，該煤礦企業(yè)在應用機電一體化技術的基礎上加強工作面安全管理，細化剖析煤礦生產中安全事故、故障問題發(fā)生的具體情況，優(yōu)化利用機電一體化技術，自動控制技術、信息處理技術等，構建安全監(jiān)控系統(tǒng)的同時設置多個子系統(tǒng)，體現在煤礦環(huán)境安全、軌道運輸、礦井人員定位、膠帶運輸、排水等方面，以安全風險為導向，科學設置功能模塊、數據庫，優(yōu)化風險預測、預警、診斷、處理等環(huán)節(jié)，實時動態(tài)監(jiān)控煤礦開采的各個環(huán)節(jié)，實現無人操作系統(tǒng)設備的同時自動檢測、排查煤礦生產中的安全隱患以及故障問題。具體來說，借力環(huán)境安全監(jiān)測監(jiān)控這一子系統(tǒng)，全方位、立體化動態(tài)監(jiān)測礦井內部環(huán)境各類氣體含量，比如，一氧化碳、氧氣、瓦斯氣體[6]，在動態(tài)化監(jiān)測、監(jiān)控過程中實現多方面功能，比如，開停風機、開閉風門與風窗、聲光報警，確保煤礦資源開采以及運輸中實現高質量自動化操作，實時進行風機斷電、礦井火災等報警。通過礦井人員定位子系統(tǒng)實現跟蹤定位、日常人員考勤等功能，加強煤礦生產信息化以及精細化管理，降低安全事故發(fā)生系數，避免煤礦開采以及運輸中出現嚴重的人員傷亡。通過軌道運輸監(jiān)控子系統(tǒng)，動態(tài)監(jiān)控煤礦生產中信號機的運行狀態(tài)、運行速度、機車位置等，在遠程調度、調控的基礎上保證煤礦開采安全；通過排水監(jiān)控子系統(tǒng)，高效控制煤礦生產中水倉水位、閥門開關、水泵開停等，借助供電監(jiān)控子系統(tǒng)，有效監(jiān)控煤礦生產中多方面參數，比如，電流、電壓、功率，包括饋電開關運行情況、電網絕緣性能等，實時控制系統(tǒng)設備運行中產生的短路、斷路等故障問題。此外，煤礦企業(yè)可以利用數控技術，有機聯系作用到煤礦開采中的系統(tǒng)設備、數據庫等，應用大數據關鍵性技術，深入挖掘、提取、篩選、分析、應用關鍵性信息數據，隨時了解煤礦開采、運輸等環(huán)節(jié)安全，在自動化監(jiān)控過程中最大化降低安全事故以及故障問題的發(fā)生系數，有效控制煤礦生產成本的同時提高經濟效益。

3結語

總而言之，煤礦企業(yè)要在深刻把握煤礦機電一體化技術基礎上針對煤礦生產實際情況，在實踐過程中深入思考、探索，高效應用機電一體化技術的同時加大對煤礦生產的監(jiān)督、監(jiān)測、檢測等力度，在防控各類風險的基礎上提高煤礦生產的安全性、經濟性，在煤礦資源高效利用中促進經濟利潤持續(xù)增長，增強煤礦企業(yè)市場核心競爭力，推動煤礦行業(yè)健康以及持續(xù)發(fā)展的同時更好地服務于地區(qū)經濟建設發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙雪劍,韓冰.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用[J].當代化工研究,2019(08):198-199.

[2]閆偉.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用[J].中國石油和化工標準與質量,2019,39(12):222-223.

[3]張江山.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用探討[J].西部探礦工程,2019,31(06):135-136.

[4]賈真.機電一體化技術在煤礦機械中的作用及應用實例[J].技術與市場,2019,26(06):130+132.

[5]張戰(zhàn)杰.機電一體化技術在煤礦機械中的應用研究[J].科技創(chuàng)新與應用,2019(20):182-183.

作者:李文龍 單位:大同煤礦集團鐵峰煤業(yè)公司