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自动化技术在煤矿开采的应用

期刊目录网自动化论文发表2019-09-22 11:59关注(1)

  随着煤矿现代化的进行,煤矿的生产效率越来越高,这得益于自动化技术的应用。自动化技术在煤矿机械设备的应用,提高了煤矿生产的作业水平和安全性。通过分析自动化技术在煤矿开采关键设备的应用,认识到自动化技术对于煤矿企业高产高效的重要性,本文可以为相关技术人员提供一定的指导。

自动化技术在煤矿开采的应用

  关键词:煤矿开采;自动化技术;机械设备;重要性

  进入二十一世纪,科学技术得到了飞速发展,给人们的生活带来了极大的便利。科学技术进步的重大体现就是自动化技术,该技术以信息技术为基础,实现了机电设备的程序化运行。鉴于此,煤矿企业也积极引入先进的自动化煤矿机械设备,这给煤矿企业带来了巨大的经济效益。煤矿机械设备的自动化不仅提高了生产的效率,而且安全性得到了很大的提高。自动化技术的应用最大程度的发挥了人的潜能,将人从繁重的体力劳动中解放出来。煤矿本来就是高危行业,减少人的使用可以很大程度上减少人员伤亡的可能性。因此,在煤矿企业推广自动化技术是有必要的而且能获得很大的经济效益。

  1煤矿生产自动化的重要性

  目前我国煤矿生产基本上已经实现了全部机械化,相比较之前的半机械化,生产效率得到了大幅度提升。矿井的生产能力由原来的最大几十万吨矿井到现在千万吨矿井,实现了质的飞越。矿井最大的变化是井下工作人员大幅度减少,生产的效率大幅度提升。这些均得益于自动化技术的应用和发展。自动化技术是根据机械设备或电气设备的运行规律,将原来沿用的由人进行操作的工序转变为由计算机进行控制,人工干扰机械或电气设备运行的情况大大减少。自动化技术的核心在于实时监测设备的状态并进行动作,可以实现对设备运行状态进行监测和故障诊断进行处理。在煤矿企业运用自动化技术后,可以有效的提高煤矿生产工人的生产效率,其主要优势在于减少人对生产过程的干预,提高设备的有效运行时间。与此同时,极大的避免了人操作设备时的不规范情况,可以及时对设备故障进行处理降低发生安全事故的可能性。自动化技术已经在煤矿的生产系统的各个子系统中发挥着应用,极大的提高了煤矿矿井的生产效率。认识自动化技术在煤矿企业中的应用是十分必要的。

  2自动化技术在煤矿生产中的应用

  2.1煤矿生产的DCS系统

  在早期的时候,煤矿各个生产子系统在运行时相互独立,每个子系统都有着独立的负责人。地面上要想了解每个子系统的运行状态,都要通过矿井电话给负责人进行联系,而且了解的系统运行信息具有很大的局限性。当煤矿井下发生事故时,无法第一时间了解到井下实时的情况,这极大的浪费了做出相应决策的时间。更为关键的是,在发生事故或异常时地面不能及时的做出相应的反映,这会无形之中会导致灾害的扩大化。现代化矿井具有矿井生产的DCS系统,该系统能实现对煤矿井下所有生产子系统进行控制,能监控每个子系统的运行状态,并将子系统的关键部分的运行实时状态显示在控制中心的大屏幕上[1]。地面控制中心可以通过实时图像对井下工人的工作进行评判,并对可能发生的危险做出相应的动作,将安全事故发生的可能性降到最低。DCS系统又叫集散控制系统,是工业自动化的重要应用,它综合了计算机技术、通讯技术、网络技术以及显示技术,其主要特点可以分散控制、集中操作和分级化管理。

  2.2液压支架的电控系统

  液压支架的产生是煤矿发展史上的一次重要技术革命。液压支架是煤矿综合机械化生产技术的核心,其主要功能是实现了支护、移架的自动化[2]。可以说液压支架的出现极大的提高了矿井的产量。液压支架的自动化依赖于先进的电液控制系统,仅通过一个按钮就可以实现整个工作面的液压支架的移动,非常方便,极大的降低了人的劳动量。相对于普采技术,综采工作面的主要优势在于移架和支护的一体化,而采煤矿工作面的推进速度取决于工作面推进的速度。液压支架不仅减少了工人的劳动强度,提高了支护的速度和支护的质量,而且极大了保证了支护的安全性,主要是由于液压支架支护的面积较大。

  2.3矿井提升机系统

  矿井提升机是煤矿生产中重要的设施,其主要功能是向煤矿井下输送材料、将煤由井下提升到地面。在过去的时候,矿井提升机多是由人进行操作,在提升和下放时需要人切换按钮来完成。这就造成了矿井提升机在运行过程中很容易发生由于操作不当而引发的安全事故。矿井提升的控制多采用机械式开关,长期使用时很容易出现磨损需要定期的更换开关,更重要的是对提升机的速度控制有限,即不能根据运输的重量对电机的功率进行有效的调整。这种旧式的矿井提升机不仅效率较低,而且浪费了很多的电能。现代化矿井多对老式提升机控制系统进行了改造,采用了先进的PLC控制系统和变频技术[3]。改造后矿井提升机控制系统更方便,整个提升机控制系统实现了无人值守,可以远程操控,可以实现对提升机的运行状态实时监控,若出现故障可以及时做出相应的处理。更为关键的是更加节能,采用了变频控制技术后可以根据提升或下方的重量调整电机的输出功率,有效的节约了大量的电能,提高了矿井的经济效率。此外,提升机可以实现无极调速,即速度不是档位式的控制方法。

  2.4皮带输送机系统

  皮带输送机是工作面生产时的重要设备,其运行状态关乎着工作面的出煤量。保证皮带输送机系统的稳定运行,对于保证矿井的产量具有重要意义。在过去,皮带输送机的运行需要人来进行值守,主要是查看皮带机是否处于正常运行。对于一些有征兆的故障人一般很容易发现,例如皮带机的跑偏、皮带机的断带等,但是对于这些故障人很难判断故障发生的原因,给皮带机的检修来了极大的不便。更为关键的是,对于一些故障人并能直接做出相应的判断,例如皮带机出现了超载,电机发热严重。为此,现代矿井多建立了基于PLC的皮带输送机控制系统,实现了对皮带输送机运行的整个系统进行在线监测和远程控制,皮带机运行时不需要人工值守。经过改造后的皮带输送机系统更加智能,能实现对电机运行状态、皮带机跑偏以及打滑进行诊断并做出相应的动作。在系统运行时,能根据皮带机的载重实时调整功率,节约了电能,是一种高效地控制方法。

  2.5矿井通风机监测系统

  矿井通风机是煤矿生产的重要设施,其主要功能是提供负压更新煤矿井下空气。由于通风机的功率很大,若处于低功效运行工况时,大量的电能会被浪费,这对于矿井生产是不经济的。对于传统的通风机,其运行状态多通过人的检测来完成的,人只能查看通风机附带的仪表是否处于正常状态,并不能根据仪表的读数做出相应的动作。所以传统的通风机很容易处于低功效运行状态。针对这种情况,很多矿井增加了通风机实时监控系统,通过变频器和PLC对通风机控制系统进行了改造[4]。在改造后,通风机的运行状态可以直接反馈到中央控制台,可以通过设置相应的控制命令实时的对通风机的工况点进行更改,以提高通风机的效率。

  3结束语

  随着煤矿现代化的进行,煤矿的生产效率越来越高,这得益于自动化技术的应用。自动化技术在煤矿机械设备的应用,提高了煤矿生产的作业水平和安全性。自动化技术的优势在于实现管理的无人化,减少了人对生产的干预。在煤矿的各个子系统中推广自动化技术,有助于实现对整个生产系统的一体化管理。

  参考文献

  [1]王俊锋.新形势下煤矿企业生产调度系统及管理工作探析[J].机械管理开发,2016,31(6):128-129+158.

  [2]程莹.关于煤矿液压支架电液控制系统的研究[J].自动化应用,2019(2):11-12.

  [3]刘升.PLC在矿井提升机变频中的应用研究[J].当代化工研究,2019(4):134-135.

  [4]梁凯.基于PLC和LabVIEW的矿井通风机监控系统设计[J].机械管理开发,2018,33(9):262-264.

  作者:李庆龙 单位:山西新景矿煤业有限责任公司

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