煤矿机械设备电气自动化技术的有效性探究

张宇鉴

石家庄铁道大学 河北 石家庄050000

近年来,我国煤矿产业取得了良好的发展效果与成绩。现阶段煤矿产业已经成为我国经济发展体系中的重要组成部分。作为社会以及全国人民日常生活、生产的重要动力能源,煤矿可谓是占据着一个至关重要的地位。特别是基于现代化生活背景下,全国对于煤炭能源需求在逐渐加大之中。因此,煤矿开采水平以及生产效率的提升有着十分重要的意义。通常情况下,煤矿的开采与生产一般都处于一些条件特别恶劣以及环境空旷的地方,在实际煤矿开采以及生产过程中常常会受到各种因素(例如自然因素以及技术因素)的影响限制了施工操作。而在当前科学技术迅速发展的背景下,电气自动化技术的诞生与应用为煤矿机械设备性能的完善提供了有效方法。通过电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用,既有效提升了煤矿开采与生产效率,还很好的减少了人力劳动以及物力资金的投入。现阶段我国煤矿产业中的煤矿机械设备电气自动化技术已经达到了一定的水平。

一、煤矿机械设备电气自动化技术的优势

时代以及科学技术的快速发展在一定程度上促进了电气自动化技术的良好发展,现已被广泛应用在我国当前的煤矿制造业当中。电气自动化技术之所以能够在煤矿机械设备中得到广泛的喜爱与应用,主要是因为其具有两大优势:第一,提升煤炭生产效率;第二,节约成本。相信大家都知道煤矿开采具有一定的危险性,在日常工作中常常会出现各种各样的事故,我国每一年因煤矿开采而引发的安全事故有很多起。而通过电气自动化技术在煤矿机械设备中的有效应用,不仅能够让煤矿机械设备实现自动化运用,在减少劳动人员在煤矿开采中使用的同时避免劳动人员受到伤害,还能够实现煤矿机械设备的自动化监控,只要能够为机械设备提供充足且稳定的电源,就能够及时的发现机械设备中存在的问题并对煤矿开采施工操作现场进行实时的监控,有效避免安全事故的发生。且机械设备自动化运行以及自动化监控的实现,能够在维持一定生产效率以及生产质量的同时节约一定的人力资源成本,相比较人力劳动来说,煤矿机械设备的自动化生产对于煤炭资源以及原材料的使用会更加节约,进而帮助企业节省一定的生产成本。相信在未来的某一天,科学技术的不断提升会更加促进我国煤矿开采水准以及生产效率的提升[1]。

二、煤矿机械设备电气自动化技术的有效性应用分析

(一)安全管理方面。在上面笔者已经说到过了煤矿开采具有一定的危险性,在日常工作中常常会出现各种各样的事故。确切的来说煤矿开采是一项高危工作,在实际工作中任何一点疏忽都能够导致不同程度的事故发生,事故的发生不仅会给煤矿企业造成一定的经济损失,甚至还会威胁到工作人员的人身安全。所以,在实际工作中必须要做好日常安全管理工作。在以往传统的煤矿开采工作中,需要重点关注的安全管理方面非常之多,上到劳动人员的人身安全下到煤矿机械设备的生产等方面,因此很多时候企业需要在这些方面不断的加大安全管理成本,但最终还是无法有效保证安全管理工作的全面落实与实施。而在现代化煤矿开采工作中,通过电气自动化技术的应用,能够有效减少劳动人员的使用,而在日常落实安全管理工作时,企业只需要工作重心放在机械设备的安全生产方面就可以,这样一来既能够在减少安全管理工作量与工作难度的同时提升企业安全管理有效性,又能够节约一定的成本开销[2]。

在安全管理中运用电气自动化技术主要是实现机械设备的自动化监控,通过设置监测与感应等自动化装置来对矿井内的作业温度与瓦斯浓度等数据进行自动化监控。在实际煤矿开采以及生产过程中,这些自动化监测装置以及自动化感应装置就会对矿井进行全面监控,而相关人员则能够远程获得矿井内的作业温度以及瓦斯浓度等参数,从而对矿井内工作人员的人身安全起到一个有效的保障,并在此基础上促进煤矿的安全生产。据相关数据调查显示,自从将电气自动化技术引入到煤矿机械设备之后,大多数煤矿企业在煤矿开采安全事故处理方面所花费的资金大约减少了百分之二十四左右[3]。

(二)煤矿运输方面。在煤矿开采以及生产过程中还有一个非常重要的环节——煤矿运输。煤矿运输也是影响企业煤矿开采以及生产效率提升的一大重要因素。在以往传统的煤矿开采工作中,绝大多数煤矿企业所采用的运输方式大概分为两种:一种是人力运输,一种是简单的机械运输。无论是人力运输还是简单的机械运输都存在运输效率低下的问题,且在实际运输过程中法缺乏一定的安全性,常常出现很大的运输损耗。而随着时代的快速发展以及我国煤矿开采规模的日益扩大,我国逐渐的研发出了胶带运输工况监控系统,并在实际煤矿运输工作中取得了良好的应用成绩。胶带运输工况监控系统主要应用了两大技术:第一技术是计算机技术;第二技术是可编程逻辑控制技术(可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller,简称为PLC)。上述两种技术的应用使得胶带运输工况监控系统更加的完善。在胶带运输工况监控系统中其控制核心为可编程逻辑控制器,可编程逻辑控制器的用户页面主要由控制软件以及工业和工业监测组成,主要具备连锁功能。通过可编程逻辑控制器的运用能够在胶带运输工况监控系统主皮带机与地面煤矿生产系统之间设置连锁功能。一旦发生紧急事故时不会出现停车现象。当然除了连锁功能之外,胶带运输工况监控系统还具有很多种工作模式,例如单机、手动、集控以及检修等等。在实际煤矿运输过程中,胶带运输工况监控系统的上位机还能够对运输电流、胶带速度以及过煤量等数据进行实时监测,一旦有堆煤以及打滑或者是跑偏现象出现时,上位机就能够进行自动语言报警以及故障灯显示。与此同时胶带运输工况监控系统还可以通过变频器以及电控装置等来控制胶带运输机的运输速度,可以随时在皮带机软启动以及软停车之间进行切换。总之,通过电气自动化技术的应用,既能够有效提升煤矿运输效率与工作质量,还能够在解放运输人力资源的同时降低企业运输成本[4]。

(三)煤矿采掘方面。煤矿开采是支撑煤矿企业长远发展的重要途径。煤矿开采工作的开展不仅直接关系到煤矿的生产质量与生产效率,而且还会直接影响到煤矿生产的安全性。在实际煤矿采掘工作中,很多工作环节都需要运用到各种的机械以及设备才能够有效完成。而在这一工作过程中各类型的煤矿机械采掘设备度需要依靠一个控制系统才能够正常运行,因此则需要应用到电气自动化技术,这样才能够有效保障各种机械设备的稳定运行。在现代化煤矿采掘工作中常常运用到的电力自动化驱动装置为电力牵引采煤机。通常情况下这种电力牵引采煤机所需要运用到的电源电压参数多为3300 V,而其总装机参数容量通常情况下都是处于1100 K W-1500 K W之间,对于供应电力牵引采煤机的日常运行所需电压参数来说是非常容易的。通过电力牵引采煤机的应用,既能够很好的代替人力劳动者来完成煤矿采掘的工作,又能够在一定程度上促进煤矿采掘工作效率提升的同时保障劳动人员的人身安全。

当然在应用电力牵引采煤机来进行煤矿采掘工作的同时,还需要有自动化监控管理设备的应用。在现代化煤矿采掘工作中如果还是单单依靠传统的监控模式来实现对电力牵引采煤机的监管,那是绝对不可能的。因此,在日常煤矿采掘工作中,在应用自动化煤矿采掘设备的同时也需要注重应用电气自动化监控管理设备。在电气自动化监控管理设备中也应用到了PLC技术,也就是上文所说到的可编程逻辑控制器,这样一来就能够很好的对电力牵引采煤机实现全面且有效的监控。电气自动化监控管理系统的工作原理如下:首先,需要将待采集的信息以及采集操作指令在电气自动化监管系统中预先设置好;其次,系统会将待采集的信息以及采集操作指令传送给煤矿采掘机;最后,通过电源的启动则能够实现自动化操作与自动化监控。而在这一过程中,相关操作人员还能够借助驱动电路将自动化煤矿采掘机的运行参数传输到控制中心,这样一来相关管理人员或者是相关管理部门就能够随时对运行参数进行调取与应用。与以往传统的监管模式相比较来说,电气自动化监管系统具有较大的优势,不仅具有监控及时的特点,还能够有效避免人力以及物力的浪费。除此之外,电气自动化监管系统还具有良好的自愈以及自查功能,能够针对自动化煤矿采掘机所出现的一些小问题进行自动修复,对自动化煤矿采掘机的安全有效运行起到了一定的保障作用。

(四)通风与排水系统方面。在煤矿开采工作中有两个最为基本的要求,一个是通风,另一个就是排水。但实际上绝大多数矿井的地下环境十分复杂,再加上有各种自然因素以及技术因素的影响,导致矿井内的通风与排水系统常常无法与实际标准相符合。从而需要应用到电气自动化技术,通过电气自动化技术在煤矿通风以及排水系统中的应用,既能够对矿井内的粉尘、瓦斯浓度以及水汽情况进行实时检测,还能够对矿井内的通风状态以及排水量进行有效的控制,从而使其能够符合实际标准保障劳动人员的身体健康。

三、电气自动化技术在煤矿机械设备中的发展趋势

基于现代胡背景下,随着科学技术的飞速发展,电气自动化技术的应用是越来越广泛且优势也是越来越明显。通过在煤矿机械设备中的应用,电气自动化技术不仅促进了煤矿开采以及生产效率的提升,还在一定程度上保障了广大矿业工作人员的人身安全。通过具体实践表面,笔者认为在煤矿机械设备中应用电气自动化技术是一件非常有意义的事情。相信随着科学技术的发展,除了被应用在煤矿工业当中,电气自动化技术也一定能够在其他行业与领域中大放异彩。且在煤矿机械设备中也会逐渐的应用到物联网以及云计算等技术,以此来促进煤矿开采以及生产效率,促进煤矿工业以及社会经济的可持续发展。

四、结束语

总而言之,随着煤炭能源需求的不断增加,如果想要保障并维护社会以及全国人民日常生活与生产的顺利展开,那么就必须要注重煤矿开采水平以及开采效率的提升。而煤矿开采水平的提升则需要注重电气自动化技术的应用,电气自动化技术的应用既是时代发展的必然需求,也是煤矿开采工作的必然结果。