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煤矿企业机电设备自动化技术探讨

时间:2019-09-04 来源:能源与节能 作者:李德斌 本文字数:2692字

  机电一体化大专毕业论文第九篇

  摘要:叙述了煤矿机电设备的重要性及组成,分析了煤矿自动化技术发展现状及种类,基于此,对煤矿机电设备自动化技术的应用进行了探讨。

  关键词:煤矿; 机电设备; 自动化技术;

  0 引言

  煤炭是“工业的粮食”。随着经济的发展,社会对煤炭等能源的需求量越来越多。据国家发改委数据,2018年中国规模以上煤炭企业煤炭产量3.5×109t,同比增长5.2%,累计进口煤2.8×108t,同比增长3.9%。

  自动化技术在电力等行业的应用带来了生产力的发展。由于人们对能源的需求量越来越多,而煤炭是中国的主要能源,所以煤炭开采能力的增强是煤矿企业的研究方向。将自动化技术应用于煤矿的机电设备,不仅有助于提高采煤生产能力,在应用中还增强了煤炭生产系统的安全性,降低了事故发生率。

  1 煤矿机电设备

  1.1 煤矿机电设备的重要性

  煤矿的工业化生产程度不断提高,机电设备已被应用于煤矿生产系统的各个方面,煤炭企业装备的机电设备的数量和种类越来越多。在当今的采煤作业中,机械作业是煤炭生产的主要支撑力量,起到了提高煤炭生产效率、提高生产安全科学程度的作用。

  1.2 煤矿机电设备的组成

  采煤工作需要供电、运输等多个系统的共同合作。如图1所示,机电设备主要由采煤机械、供电系统、通风设备、皮带机组成[1]。

  采煤机械降低了劳动强度,简化并改善了采煤工艺,增加了工作面单位产量,还提高了资源回收率。供电系统要按照高压供电的冗余设计原则,采用双电源回路,防止意外状态下矿井的供电间断。通风设备由主要通风机、辅助通风机和局部通风机构成,排出井下有毒气体,稀释巷道内粉尘浓度,输入地上空气以供井下人员呼吸。皮带机的改进和研发是煤矿企业为了高效地对煤炭资源进行开采而进行的重点改进项目。皮带机是开采煤炭资源的一种重要设备,将自动化控制应用于矿用皮带机是相关部门研究的重点。

  图1 煤矿主要机电设备

  2 煤矿自动化技术

  2.1 煤矿自动化技术发展现状

  自动化技术已在各行各业投入使用,已被广大煤矿企业所接受。中国煤矿的自动化水平及相关关键技术的发展离国外发达水平仍有较大差距,一些重要设备依靠从国外进口。要取得自动化水平的更大提升,还需要进行更多的研究。中国煤矿机电设备还存在应用范围较窄的问题,许多工作还需要进行人工控制。因此,对煤矿自动化技术进行研究已成为国内的一个研究热点。

  2.2 自动化技术种类

  自动化技术是由多种技术融合而来[2],以下对一些自动化技术进行概述:a) 自动化控制技术。煤炭生产离不开对生产工具的使用,矿山机电设备是煤炭生产的基本要素,加入了自动化控制技术的煤炭机电设备极大地将人从繁重的人工劳动中解放出来,减少了劳动力的消耗,并提高了煤炭生产的安全性,增加了煤炭产量。b) 微电子技术。以集成电路为核心的半导体及电子技术所构成的微电子技术具有体积小、信息传输效率高、抗干扰能力强等特点,极大地提高了信息传输能力,能及时将机电设备的各种检测数据传输到信息处理中心并作出对应反馈。c) 软件技术。软件技术是煤矿机电设备自动化控制的核心,设备内置的软件根据从设备各个终端传输来的监控数据做出判断,调整设备的运作功率和运行方式。d) 传感器技术。煤矿机电自动化的信息基础依附于机械部件的各种传感器。随着传感器技术的不断突破,可采集到的机电设备运行数据也越来越多,机电设备的自动化成为可能。

  3 煤矿机电设备自动化技术的应用

  3.1 采煤机械的自动化

  随着采煤技术水平的不断提高,综采工作面将更多位于地质条件复杂而深的地下,开采环境更加恶劣,自动化采煤机械大大地代替人力,煤矿综采设备自动化的重要性不断增加。自动化采煤机如图2所示。采用了机电设备自动化技术的大型电牵引采煤机具有良好的牵引性能[3],能在大倾角的煤层作业,可以自动进行制动,提升了煤炭开采能力。

  图2 自动化采煤机

  采煤机使用电牵引技术,能提高生产效率,更加适应矿井下复杂的环境,不需要增加防滑装置,使电能得到充分利用,提高了开采工作的安全性。随着越来越多的科研资金和人力的投入,在采煤机自动化、智能化方面将会取得更多成果,进一步提高中国的煤炭产量。

  3.2 皮带机的自动化

  皮带机自动化控制系统的特点就是利用计算机技术对人机环境进行监测与监控,主要由控制台、人机界面、皮带机保护装置、各类传感器组成,它们统一协调工作,完成皮带机自动化控制的功能[4]。随着计算机和PLC(可编程逻辑控制器)技术的不断发展,皮带机自动化控制系统使用PLC自动控制的部件,抗干扰性能强,运输量大,能在温度高、湿度大的矿井环境下正常稳定地工作。由于煤矿在实际生产中产煤量的不均衡性,机械设备的运行难以保持有效功率的持续性,将自动化技术应用于煤炭生产设备是发展趋势。皮带机自动化控制系统主要有七方面要求,如图3所示。

  图3 皮带机自动化控制系统要求

  3.3 矿井通风设备的自动化

  煤矿地下通风状况较差,煤矿开采人员难以进入,自动化的通风系统在采煤生产中发挥着重要作用。具有自动化控制功能的通风系统,能24 h不间断地对井下通风网络进行检测和控制,避免形成重大危险源,遏制事故的发生,通过监控设备对矿井内各个区域进行有效监测并反馈给自动控制系统,使其做出适当的调节,通入新鲜的空气为作业提供安全保障。

  3.4 煤矿供电系统的自动化

  工人在矿井下工作时,离不开自动化的煤矿供电系统。整个煤矿用电单位的集成网络,是矿山机械和生产辅助设施的用电来源,对电气设备进行自动化建设直接关系到生产的安全性、稳定性和可靠性。但井下不良的工作条件容易造成电气设施的损害,如果电能供应出现问题,会导致采煤作业不能有序进行,如果没有及时进行处理会造成更大的损失,因此将自动化技术在煤矿供电系统中进行普遍应用。供电系统自动化控制系统根据设计要求,自动监控设备运行状态,对出现的故障及时发出报警告知管理人员组织紧急修理,从而不影响工程进度。

  4 结语

  自动化技术在煤矿机电设备中的应用,使得机电设备的工作性能得到了飞跃式提升,中国的煤炭开采效率得到不断提高。自动化技术的应用降低了采煤工作者的劳动强度,设备运行更加稳定,降低了设备的故障率,保障采煤工作的安全进行。当今随着人工智能技术的发展,中国煤矿机电设备的自动化技术水平还会更进一步提高。

  参考文献

  [1] 王珂琰, 郭红.煤矿机电设备电子检测系统[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2016.
  [2]张丙科, 李华, 田春.煤矿机电设备自动化技术的应用[J].科技传播, 2014 (19) :202-203.
  [3]王晋斌.煤矿采煤设备维修与管理策略初探[J].科技创新与应用, 2016 (35) :126.
  [4]詹敏华.基于PLC的矿用皮带机电气控制系统应用研究[D].淮南:安徽理工大学, 2016.

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    李德斌.煤矿机电设备自动化技术应用分析[J].能源与节能,2019(08):185-186.
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