機電自動化在煤礦中的運用
時間:2022-02-18 03:02:22
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煤礦開采大多是在惡劣的條件下進行的,對生產設備有著很高的要求。這種情況下,實現機電自動化,能極大地保證生產效率,提高生產的安全性,確保生產持續且高效地進行,解決以往工作中經常出現但難以處理的問題,減少人員現場工作量,實現對所有設備的集中控制。但要想實現機電自動化這一目標,還需要做出相應的努力。以下就在明確煤礦實現機電自動化重要性和必要性的基礎上,提出具體的實現方法。
1煤礦實現機電自動化的重要性和必要性
對于自動化設備,其工作效率比人工操作高很多,自動化設備的運用能減少大量重復性操作。在煤礦作業過程中,有很多工作可采用自動化技術來完成,但當自動化程度與控制算法不一致時,所產生的效果也會有很大的不同,從而影響煤礦作業效率。由此可見,自動化技術的合理應用對整個企業而言具有重要作用和意義。科學技術的應用是提高效率和減少人力資源投入的重要舉措,對于煤礦企業而言,要想實現可持續發展目標,應緊跟時展的步伐。在煤礦生產中,實現機電自動化是十分重要且必要的,主要體現在以下幾方面。1.1工作效率方面a)可延長設備工作時間。實現機電自動化以后,只需要很少的人工即可完成工作,而且機電設備無需像人工那樣需要長時間恢復才能工作,一般情況下只要沒有故障,即可連續運行。在這種情況下,能大幅增加可工作時間,增加單位時間可完成的工作量。這樣盡管會延長各類機電設備的實際使用時間,長時間連續運行會縮短機電設備的壽命,但從整體來看,依然是利大于弊,并且對機電設備進行更新換代能促進機電設備更好地運行,解決設備故障和壽命等方面的問題。b)可提高穩定性。所謂“機電自動化”,實際上就是借助處理器自動操控所有的機電設備。對于處理器而言,其運算處理速度和操作精度都是人類無法達到的,并且處理器不會像人那樣產生疲勞感,支持連續且不間斷運行。此外,很多處理器具備看門狗等功能,當故障發生后可自行解決,使系統保持連續運行,設備穩定性遠超過采用手動控制模式。c)可提高精確度。機電自動化技術的應用不僅能提高設備運行的穩定性,還能提高設備操控的精確性。目前,計算機技術和控制理論都在不斷發展,產生了很多智能化控制算法,常見的有模糊控制算法、混沌控制算法及人工神經網絡算法,無論是控制的精度還是速度,都得到了很大程度的提高。d)故障處理更加及時。采用自動化系統能對機電設備實施全程監控,如果發生故障,能立即做出反應,采用傳感器確定故障產生的原因。若能自行處理故障,則立即開始處理;而若無法自行處理故障,則立即報警。無論是故障的監測還是排除,自動化系統都十分迅速,能減小故障對實際工作造成的影響[1]。1.2綜合效益方面綜合效益方面對于企業而言,運營的目的在于創造效益,任何一項更新都是以增加效益為目的和前提的。機電自動化也不例外,通過對機電自動化技術的合理應用,能為企業創造更好的效益,主要包括以下幾方面:a)降低人工成本。伴隨經濟的快速發展,工程項目的人工費不斷增加,對于勞動密集型產業而言,人工成本在總生產成本中占主要部分。而采用機電自動化技術能減少人工費用,大幅降低人工成本。然而,機電自動化的實現需要投入一定的資金,這種投入本質上是一次性的,而人工對于工程項目而言卻是長期性的。可見,若從長遠角度來看,機電自動化的實現能為企業帶來更多的收益。b)保證工程安全。設備運行時,無法避免會產生各類問題或故障,一些設備一旦產生故障,若未及時處理,將引起嚴重的事故。機電自動化的實現,能將人與設備隔離開來,即使設備發生故障,也不會危害到人身安全。因此,機電自動化的實現能在很大程度上減少事故的發生[2]。
2煤礦機電自動化實現途徑
綜上所述,機電自動化對煤礦企業而言意義重大,而在實現機電自動化的過程中需要注意很多內容,具體包括以下幾個方面。a)若能實現機電設備運行與控制的自動化,則能減少人為干預,保證設備與系統運行的準確性和穩定性。然而,在處理能力范圍以外的問題時,系統還存在一定的缺陷,即在自主性和靈活性方面存在不足。如今,電子技術快速發展,由此催生出了多種類型的傳感器,但只采用傳感器無法全面檢查設備,很多設備存在的問題采用傳感器無法探測到,在問題出現前,系統無法做出預警,直到真正產生問題,設備發生故障,系統才給出相應的警報。針對這一不足,要注意不可因采用了自動化技術而忽視對設備的維護及檢修,要為系統創造良好的運行條件與環境,使系統能夠發揮應有的效用及優勢。自動化系統是一個十分復雜的系統,涉及到很多不同專業和不同學科的知識。基于此,需要具備很高的水平才能正常操作和維護系統。在這種情況下,企業應加大人員教育和培養力度,確保系統得以穩定運行。另外,還應加強系統控制與管理,注重系統自身的安全性,與系統控制和操作無關的人員不可擅自對系統進行操作;在系統操作開始前進行嚴格的身份認證,防止誤操作發生;對于新人,需在操作開始前進行系統的培訓,并要求有經驗豐富的人員陪同;注意對系統的運行環境進行維護,包括電源配備與運行平臺,防止運行環境方面的問題導致系統受到干擾[3]。b)保證系統的可維護性及適用性。在實際的煤礦作業過程中,有很多工作可應用自動化技術來完成,在不同條件下借助自動化系統可以產生截然不同的效果。怎樣才能最大限度地發揮系統優勢,是需要考慮的關鍵問題。目前,煤礦領域的機電自動化技術主要用于礦井監測、生產作業、提升機、傳送帶、采煤機等幾個方面,這些都是當前比較成熟可靠的技術運用形式。在實際的煤礦作業過程中,必須高度重視安全,所有新興自動化技術都必須經過論證才能實踐。另外,不同的自動化系統對應的控制算法都有其獨特的使用范圍,即便功能相似也不可輕易地移植,需確定它的具體適用范圍,在確定有效之后方可正式應用[4]。c)為了使煤礦開采得以有序進行,需認真做好巖層探查與識別工作,該項工作的質量在很大程度上決定了后續生產工作的效率,且識別效果通常由掘進裝置自身的負載能力決定。一般情況下,掘進機在實際運行過程中會受到很多因素的干擾,包括電流、油缸轉速、壓力等,最終會對識別效果造成影響。截割時,若巖石處在底板截割軌跡處,可采用控制電磁比例閥的方法來保證截割得以順利進行;若巖石處在底板截割軌跡的下方,則可使用截割頭進行預定作業,直到露出儲煤層為止。d)目前,在煤礦開采過程中,以深井作業為主,作業中如果發生透水事故,將對整個開采作業造成很大的危害,損失重大,而且在煤礦掘進時,如果存在斷層、溶洞及裂隙,將導致涌水現象發生。對此,在開采工作正式開始前,首先要對突水段進行認真監測,為之后的作業提供可靠的參考依據,然后在掘進時以具體的掘進距離和深度為依據,在達到預定距離后,馬上暫停作業,重新啟動設備,以此做到無人監管,實現自動化作業。自動排水系統主要包括液壓控制器、水泵和開關電機等部分,是一種自動且先進的排水系統,在具體的應用過程中,由于該系統具備緊急情況下采用手動方式來操作等功能,能防止水排干以后設備依然運行,導致水泵受到影響而損壞的情況發生[5]。e)在煤礦掘進時,通風條件對施工安全有重要影響。為了使地面的工作人員準確掌握井下各個工作面的實際通風情況,必須運用自動化系統,例如監測系統。自動化通風系統主要由三部分構成,即終端設備、控制子站和地面控制中心,在整個系統中,以地面控制中心為核心,能對井下每個工作面設置的通風設施狀態進行動態監控,同時上傳相關的監測數據,保證實際的通風效果。f)在煤炭資源開采過程中,采煤機為主要設備,由液壓部分、機械部分和電氣部分等組成。在采煤機運行中,合理應用電牽引技術,除了能保證足夠的動力支持外,還能保證采煤機運行的穩定性,降低故障率。此外,煤礦行業本身屬于危險性相對較高的行業,需對整個生產過程予以動態、立體且實時的監控,以保證安全監控效果[6]。
3結語
綜上所述,伴隨自動化技術的快速發展,煤炭資源的開采將變得更加方便和快捷,實際的開采效率及企業效益都將得到明顯提高。機電自動化的實現還能降低工作安全風險,為中國煤礦開采事業未來的發展創造良好的條件。
參考文獻:
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作者:劉海峰 單位:山西西山煤電股份有限公司鎮城底礦