煤礦機電自動化技術的創(chuàng)新應用研究摘要:在煤礦企業(yè)“五化”建設進程中，電氣自動化技術應用于煤礦機械設備中是必不可少的。電氣自動化技術經(jīng)過長時間的開發(fā)與應用，取得了顯著的成果。其不僅能改善現(xiàn)有機械設備工作的薄弱環(huán)節(jié)，使采礦流程更加規(guī)范化與自動化，提高采礦生產(chǎn)效率，同時對加強安全管理，提升煤礦安全保障能力有著十分重要的作用。因此，煤礦企業(yè)要從機械化自動化向智能應的方向發(fā)展，就應當重視電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用，給予資金、技術、人力等方面的支持，不斷擴大電氣自動化技術的應用范圍。關鍵詞：煤礦機電；自動化技術；創(chuàng)新應用引言隨著機電自動化技術在煤礦的應用，極大地提升了采掘工作面的生產(chǎn)效率和質量，在很大程度上推動了煤礦采掘工作面的智能化發(fā)展。因此，對機電自動化技術在煤礦采掘工作面中的應用進行分析有著較為重要的意義。1內(nèi)涵隨著信息技術的發(fā)展，電氣自動化控制技術的出現(xiàn)給煤炭行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇。其主要組成部分包括自動軟件、自動控制系統(tǒng)和機械硬件。在技術手段和儀器的幫助下，采礦過程得到了精細的控制和進一步的優(yōu)化，提高了采礦效率和降低安全生產(chǎn)風險。電氣自動化控制技術雖然產(chǎn)生的時間很短，但不可否認的是，它促進了礦山生產(chǎn)流程，使礦山機電設備朝著技術化、自動化、精密化的方向發(fā)展。煤礦企業(yè)要運用好電氣自動化控制技術，就需要實現(xiàn)技術與采礦機電設備的充分融合，創(chuàng)新應用信息技術于采礦生產(chǎn)中，不斷提升采礦現(xiàn)場的計算機與傳感器技術應用水平，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值。2機電自動化技術的特點2.1多樣化隨著現(xiàn)代科學技術的不斷進步，科學技術研究和開發(fā)中出現(xiàn)了許多新技術，這些新技術主要反映了技術方法的表面狀態(tài)和多樣化形式。在煤礦機電自動化技術中，它已合理演變?yōu)槎喾N形式的技術現(xiàn)象，促進了煤礦機電技術在實際應用中的多樣化選擇。在進行技術選擇方面，必須根據(jù)煤礦機電自身的特點和優(yōu)勢加強管理和把控，提升煤礦經(jīng)濟效益。2.2安全性和可靠性目前，微電子技術、計算機技術等多項專業(yè)技術已應用于煤礦機電設備，促進了我國煤炭工業(yè)的快速發(fā)展。經(jīng)過分析總結，發(fā)現(xiàn)機電自動化技術的優(yōu)勢主要集中在以下幾個方面：機電自動化技術具有良好的安全性和穩(wěn)定性。與以往煤礦生產(chǎn)中人工操作技術相比來看，將機電自動化技術加以實踐運用可以對煤礦生產(chǎn)過程中涉及到的所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)加以監(jiān)督和管控，從而能夠及時高效的對生產(chǎn)中所存在的問題加以判斷，進而利用有效的方法來加以解決，保證生產(chǎn)工作有序高效開展。尤其是在各種復雜環(huán)境下進行煤礦的生產(chǎn)工作往往會遇到諸多的隱形風險。所以要想切實保證煤礦生產(chǎn)工作的安全性和高效性，就需要積極的將自動化技術合理地引用到生產(chǎn)實踐之中，促進煤礦生產(chǎn)效率的提升。2.3智能化隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展越來越快，在智能技術應用于相關領域的同時，還將開展生產(chǎn)技術的研發(fā)和改進，加強我國機電自動化系統(tǒng)的智能信息處理和采集，確保煤礦供電和提升運輸系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，智能化技術中的感知特點、記憶性能和適用效果保持良好狀態(tài)，在生產(chǎn)過程中依靠煤礦開采工作進行全面調(diào)整，促進我國煤炭產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展。3發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學技術水平的不斷提高，機械自動化設備在各行業(yè)中得到了廣泛應用，機電自動化集中控制在煤礦企業(yè)中也得到了應用，極大地提高了煤礦開采效率，提高了開采過程的安全性。煤礦機電自動化設備的應用改變了煤礦企業(yè)的采掘工作形式，逐步由傳統(tǒng)的勞動密集型向技術密集型轉變，更適應社會發(fā)展的需要。如今，煤礦企業(yè)的開采工作離不開自動化集中控制技術。在生產(chǎn)過程中，既能保證安全生產(chǎn)，又便于維護。它具有信息化、程序化和智能化的特點。目前，國內(nèi)煤礦機電自動化集控與國外一些發(fā)達國家相比，仍然存在著一些差距，在實際推廣和普及方面的工作做得不夠到位，造成國內(nèi)煤礦企業(yè)對先進設備的使用率較低，在一定程度上制約了國內(nèi)煤礦機電自動化集控的發(fā)展和應用。在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中，機電自動化集控技術作為制約企業(yè)發(fā)展的一項核心技術，對于煤礦開采工作能夠提供強大的技術支持，有利于企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。4存在的問題良好的環(huán)境體系離不開完善的管理體制和機制。完善管理體制和機制主要是通過相關的應用手段來保證自動化技術的發(fā)展。從目前煤礦機電技術的實踐來看，在自動化技術的實際生產(chǎn)和應用中，存在許多不完善的管理制度，這將直接影響煤礦機電自動化技術在實際過程中的發(fā)展前景。但也有少數(shù)煤礦企業(yè)制定了相關管理制度，主要局限于地面部分。煤炭工作的改進在實際開采中沒有起到科學實用的效果，不利于自動化技術的實際應用。因此，合理創(chuàng)建系統(tǒng)化、整體化、層次化等自動化技術能夠發(fā)揮實際優(yōu)勢在管體制機制上實現(xiàn)應用，促進管理制度的完善。煤礦機電自動化技術在專業(yè)領域中具有較強優(yōu)勢，但是，在應用過程中必須通過專業(yè)相關人員進行培訓和指導。根據(jù)設計情況進行分析，由于當前自動化技術在實際應用中層次較低，在煤炭開采方面仍然存在初期階段，導致整體在操作工作中存在不良影響，在工作過程中很難發(fā)揮自動化技術的優(yōu)勢展現(xiàn)相關應用。再者，由于一些操作人員在實際工作過程中專業(yè)素養(yǎng)不高，導致相關專業(yè)技術存在很多缺陷。因煤礦機電自動化專業(yè)在實際學習中沒有實現(xiàn)全面總結，缺少相關操作經(jīng)驗，將自動化技術在實際應用中發(fā)揮自我態(tài)度，具有隨意性，導致在實際操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)錯誤現(xiàn)象，降低工作效率也會產(chǎn)生安全問題。5自動化技術的應用5.1在采煤機中的應用在煤礦裝備綜合機械化采煤工作面的過程中，作為三機配套的采煤機選型對煤礦的安全生產(chǎn)及工作效率有著十分重要的作用。因此煤礦機電自動化集中控制技術在采煤機上的應用更加集中。目前，普通電牽引采煤機采用電牽引新技術，既能為采煤機的運行提供電源牽引，又能通過滑動制動為采煤機發(fā)電，充分利用采煤機運行過程中產(chǎn)生的電能。電牽引采煤機工作性能穩(wěn)定，設備故障可能性低，實際運行中所需的維護工作也較少，因此在我國煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應用。在電牽引采煤機使用前，應根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實際情況來對其中的系統(tǒng)參數(shù)進行設置，更好地發(fā)揮出電牽引采煤機在傳動方面的優(yōu)勢。隨著各種信息技術的不斷發(fā)展，在煤礦生產(chǎn)的過程中電牽引采煤機也得到了推廣和優(yōu)化，在煤礦生產(chǎn)運輸?shù)倪^程中發(fā)揮出更大的作用。5.2自動監(jiān)控技術隨著標準化礦井建設工作的推進，目前礦井的整體安全系數(shù)比以前有了很大提高，但它仍然屬于高風險行業(yè)。因此，在煤礦井下采掘作過程中，技術人員應通過機電自動化技術實現(xiàn)對采掘工作面機電設備進行綜合的監(jiān)控。因為當前我國很多煤礦都屬深井供電系統(tǒng)，隨著開采深度的進一步深入，井下工作的環(huán)境較為復雜。為了提升采掘工作安全性，應當精準地掌握掘進工作面采掘的實際速度、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的安全狀況等，采取針對性的措施，對采掘工作面進行全面監(jiān)控，通過機電自動化技術，監(jiān)控設備將相關的信息傳輸?shù)降V井信息控制中心，技術人員根據(jù)采掘工作面實際的情況，作出對應的調(diào)控。若出現(xiàn)了工作面環(huán)境較大變化而影響到采掘工作安全性的問題，技術人員應當將信息及時提醒相關人員，讓相關人員及時撤出，防止在采掘過程中出現(xiàn)安全事故。在對采掘進工作面進行監(jiān)控時，可通過機電自動化檢測技術中的組態(tài)軟件實現(xiàn)對可編程控制器的全面掌握，從而實現(xiàn)更為全面的監(jiān)控。主要功能是對采掘進工作面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行整理、存儲及顯示等，對于其中使用到的下位機，主要是通過PLC與基站控制，通過使用計算機軟件實現(xiàn)人和機器的有效互動，實現(xiàn)全面監(jiān)控的效果。5.3在膠帶運輸機中的應用帶式輸送機的功能是運煤和出矸。為了不影響煤炭的生產(chǎn)效率，帶式輸送機需要長時間運行。帶式輸送機在運行過程中會出現(xiàn)各種故障，需要井下工作人員定期對帶式輸送機進行檢查。然而，帶式輸送機的長度相對較長，一些小故障不容易發(fā)現(xiàn)。如果你把它們都檢查一遍，那將是一項艱巨的工作。帶式輸送機實現(xiàn)自動控制后，系統(tǒng)將根據(jù)預設程序對帶式輸送機進行監(jiān)控。如果出現(xiàn)異常操作，控制系統(tǒng)將發(fā)出警報，同時，還會判斷故障的嚴重程度，如果是很嚴重的故障，便會對膠帶機緊急制動，以免對井下的安全產(chǎn)生影響。此外，通過壓力傳感可以監(jiān)測到膠帶上面煤炭的重量，控制系統(tǒng)可以根據(jù)重量大小靈活地調(diào)整電機的轉速，節(jié)能省電的同時還可以避免電機長時間負荷運行。5.4在礦井提升機中的應用通過對煤礦機電設備運行情況的綜合分析，發(fā)現(xiàn)在煤礦各類機電設備中，礦井提升機是目前自動化水平最高的設備。礦井提升機主要用于運輸生產(chǎn)設備材料和矸石。在實際生產(chǎn)過程中，煤礦開采工作的整體效率和質量往往與礦井提升機的運行密切相關。礦井提升機的運行是由電氣控制系統(tǒng)完成的。在整個電氣控制系統(tǒng)中，自動化技術的作用非常巨大，這也充分表明自動化技術的水平與礦井提升機的運行密切相關。當下，國內(nèi)大部分煤礦企業(yè)使用的都是全數(shù)字化的礦井提升機，這類設備的自動化技術水平更高，其實質是利用電腦設備來進行編程從而實現(xiàn)對控制器運轉的調(diào)控。但相較其他控制器，高水平的電腦設備可編程控制器的主要工作是對總線通信控制技術方法加以實踐運用，主要作用是促進提升機運行的穩(wěn)定性和安全性，盡可能地規(guī)避各類危險事故的發(fā)生。如圖1為自動化控制改造后的提升機控制系統(tǒng)圖。圖1提升機控制系統(tǒng)結構圖5.5掘錨一體化技術在巷道掘進過程中，通常需要使用各種類型的臨時支護。從傳統(tǒng)支持的角度，一般會采用“一掘一支”的方式，在這種模式下，支護工作和掘進工作分開，對作業(yè)整體質量和效率的負面影響更為明顯。因此，井下一線從業(yè)人員費力費時，勞動強度相對較大，現(xiàn)場操作風險較高。所以，為了全面提升綜掘的整體效率，對整個掘進技術可通過機電自動化技術進行針對性的優(yōu)化，通過在掘進機械上安裝錨護裝置的方式，在不退機的前提下，實現(xiàn)對頂板錨桿、幫部錨桿的有效支護。這種配套錨護主要包含有分流集閥、管理、換向閥及伸縮油缸、降油缸等。主要的工作原理是將掘進機中自身液壓控制系統(tǒng)全部調(diào)整到掘進作業(yè)工作中，從而實現(xiàn)對頂部錨桿、幫部錨桿的有效支護。在支護過程中，對掘進施工整體的影響較小，切換也相對較為便捷。5.6在礦井井下傳送帶中的應用在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中，井下輸送帶作為運輸?shù)年P鍵設備，必須保證連續(xù)運行，而傳統(tǒng)的礦井井下傳送帶已經(jīng)無法滿足目前對于生產(chǎn)運輸?shù)男枨?，運輸量較低，安全性也有待提高，在使用了國內(nèi)自主研發(fā)的運輸設備后，極大地改善了這一現(xiàn)狀。新型的帶式運輸機主要運用了機電一體化設備以及CST可控軟件，確保煤礦生產(chǎn)運輸?shù)倪B續(xù)性。在新型的帶式運輸機中更加智能化，最大程度地減少設運輸?shù)腻e誤率。但是在現(xiàn)階段煤礦機電自動化集控在礦井井下傳送帶中的應用，仍然存在著一些問題亟待解決，其中最為突出的問題就是礦井傳送帶中間的驅動點穩(wěn)定性較差，這就為礦井工作增加了運行的隱患。針對我國在科學研究過程中研發(fā)出自動化帶式運輸機，它主要應用于機電自動化技術，通過SCT可控軟件保持實際支持效果，合理保障井下原煤運輸在實際過程中存在不間斷性，借助智能化保障實際監(jiān)督效果，大幅度減少在設備工作中出現(xiàn)的故障和錯誤現(xiàn)象。5.7掘進機自動糾偏技術為了保證掘進機在工作過程中能繼續(xù)沿巷道中心線前進，防止跑偏問題，掘進機進入下一個工作環(huán)節(jié)后，應在機電自動化技術下實現(xiàn)自動糾偏。能否實現(xiàn)自動糾偏的效果，應從方向、位置等方面進行判斷。在其中可使用三維電子羅盤儀，從而對掘進機方向進行針對性的判斷，主要是通過對掘進機方向夾角進行判斷的方式，將巷道中心線與掘進機中線之間所形成角度偏差進行判別，并將這些作為基礎，通過激光指示儀實現(xiàn)對方向的有效糾正，從而實現(xiàn)對掘進機方向的有效控制。對于兩者出現(xiàn)的位置偏差情況，可選擇使用超聲波測距離儀器，選擇使用超聲波回聲測距、精準測量等方式，對其中出現(xiàn)的誤差進行測量，再利用二軸傾角傳感器檢測水平面和機身俯仰角是否沿著預設的位置掘進，還可以通過比例電磁閥、行走馬達和PLVC單元調(diào)整掘進機掘進的位置和方向。6改進措施為了擴大電氣自動化技術的應用范圍，提高電氣自動化技術的應用水平，煤礦企業(yè)應不斷優(yōu)化煤礦現(xiàn)場和運輸巷道等工作環(huán)境，保護和儲存不同部件，防止腐蝕和潮濕。例如，在潮濕環(huán)境中做好防潮通風，在振動環(huán)境中保持部件的穩(wěn)定和固定。此外，電氣自動化技術需要員工進行調(diào)節(jié)和檢測，因此需要配備精通電氣自動化技術規(guī)范、能夠將技術與實際采礦經(jīng)驗相結合的專業(yè)高素質人員和不斷升級的電氣自動化技術。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)運營的過程中，必須要建立一套完善的管理制度，對設備的使用、維修進行全面的管理，并在日常工作中對設備進行定期的維護。在設備管理制度中，應對每個人的責任進行明確，將責任具體到個人身上，當使用或者維修設備之后，也應及時地做好相關的記錄工作，以便于對設備進行管理。設備的狀態(tài)管理具體包括對設備的檢測和對設備技術兩方面的管理工作，設備檢測氛圍在線自動檢測和離線檢測，設備技術管理通過檢驗設備運行參數(shù)是否正確，能夠對設備整體的運行情況進行跟蹤，有效地監(jiān)督設備的動態(tài)情況，從而實現(xiàn)對設備狀態(tài)的有效管理。結束語綜上所述，自動化控制技術的應用使煤礦企業(yè)整體的電能損耗減少，在設備運行過程中，利用變頻節(jié)能技術加以控制，可以有效的達到節(jié)能減排的目標，在充分發(fā)揮機電設備的作用的同時，進一步提高煤礦生產(chǎn)力和安全保障能力。對煤礦設備進行自動化改造，實現(xiàn)了煤礦機電設備一體化的管理，通過地面總控室對井下機電設備進行全局性的監(jiān)管，對井下從業(yè)人員的工作任務進行精確分配，還可以實時監(jiān)控設備的運行