自动化在煤矿机电设备中应用

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摘要：为了进一步提升煤矿开采的效率和保证安全性，应在煤矿开采中大幅度应用自动化技术。通过分析煤矿机电设备自动化技术的优势，探讨了自动化技术在煤矿机电设备中的应用，可以为煤矿机电设备的自动化改造提供一定的参考。

关键词：煤矿开采；机电设备；自动化技术

随着煤炭科学技术的发展，煤炭产量逐年提升。与此同时，煤矿开采的安全性也得到了显著提升。由于中国煤矿地质条件的复杂性，煤矿灾害事故仍然有发生的可能。为此，需要采用自动化控制的煤矿机电设备代替工人进行危险作业。此外，近些年来，煤矿产能过剩，导致煤矿的竞争压力日益激烈，减人提效是煤矿企业实现可持续发展的必经之路[1-3]。实现煤矿机电设备的自动化能较好地满足这一需要。本文分析了煤矿机电设备自动化技术的优势，探讨了其在煤矿机电设备中的应用情况。

1煤矿机电设备自动化技术的优势分析

自动化技术代表了最先进的生产力，其在煤矿生产中的优势主要表现为机电设备的操作更加简便、机电设备的使用更安全、大幅度提高生产效率及降低生产成本。下面将进行具体分析。

1.1机电设备的操作更加简便

与传统的机电设备相比，自动化机电设备的操作更加简便。自动化控制过程中采用了检测技术和控制电机技术，使得对机电设备的控制更加灵敏。在操控设备时，只需要操控设备少量的按钮，且各个按钮代表的功能易于识别，不需要基于设备的使用经验来手动调节设备状态。此外，通过自动化设备上自带的一些仪表，可轻松了解设备的状态参数，从而可更有效地对设备状态进行调节。

1.2机电设备的使用更加安全

在自动化机电设备上通常装有故障诊断装置和报警装置，可以在很大程度上降低安全事故发生的可能性，从而使机电设备的使用更加安全。一旦出现故障，自动化机电设备内部的某些程序会运行，发出相应的动作指令，使设备自动处于最安全的状态。发出的报警信号可及时通知有关人员进行维修，从而避免某些机电设备故障酿成煤矿机电安全事故。此外，更为重要的是，自动化技术的应用减轻了某些井下岗位工作人员的数量，这在某种程度上保护了工人的生命安全。

1.3大幅度提高生产效率

煤矿机电设备自动化能大幅度提高生产效率。通过设备的自动化运行，可以节省人员换班和工人对机电设备工况检查的时间。使用自动化机电设备的关键在于通过对周围环境的自动检测，根据外部检测的状况按照某种规律自动运行。这样，机电设备的运行不依赖于人的操作，从而实现全天自动运行，大幅度提高了生产效率。

1.4降低生产成本

自动化机电设备的应用可有效降低煤矿生产成本：a)自动化技术的应用减少了煤矿井下工人的数量，井下工人数量只有原来的1/4~1/3，大幅度降低了人力资源成本[4]；b)自动化技术的应用使生产效率提高了几倍甚至十几倍，这样总体的生产成本得到了大幅度下降；c)自动化技术能更好地预防煤矿机电安全事故的发生，这在某种程度上也降低了生产成本。

2煤矿机电设备中自动化技术的应用

以上分析了煤矿机电设备自动化技术的主要优势，下面将以煤矿一些主要的机电设备为例，对自动化技术在煤矿机电设备中的应用进行分析。

2.1采煤机中自动化技术的应用

采煤机是综采工作面重要的机电设备，在采煤机中应用自动化技术可大幅度提高煤矿开采效率。采煤机中自动化技术的应用主要体现在以下两方面[5]：a)根据煤层厚度自动调整采煤机的采高。通过在采煤机上安装煤层厚度传感器，可实时获取煤层厚度，这样可有效控制采煤机采高，既可以减少煤炭资源的浪费，又可以减少采煤机截割顶板的情况，从而降低采煤机截齿的磨损。b)实现远程控制（见图1）。随着进入深部开采，矿山压力显著增加，发生各种动力灾害的可能性大大增加。为了保证开采的安全性，工人可在安全位置远程操控采煤机，这样可有效减少煤矿开采过程造成的人员伤亡。

2.2皮带输送机中自动化技术的应用

皮带输送机是煤矿井下重要的运输设备，在应用自动化技术后可以实现无人值守。皮带输送机中自动化技术的应用主要体现在以下几方面：a)皮带输送机运行速度的自动控制。通过对皮带输送机的载荷进行实时检测，根据载荷调节运行速度，从而达到节能的目的。b)自动洒水降温。通过对煤体温度的检测，进行自动的洒水降温，从而达到节约水资源的目的。c)煤层自燃报警装置的应用。在皮带输送机运行的行程中安放有烟雾报警装置，一旦发生火灾能自动报警并进行喷水。d)故障自动检测。由于皮带输送机比较大，在发生故障时找到故障位置很关键，通过相应的监测技术，很容易找到皮带输送机的故障位置，从而节约维修时间。

2.3矿井提升机中自动化技术的应用

矿井提升机是煤矿重要的辅助运输设备，在应用自动化技术后可实现设备的安全运行。矿井提升机中自动化技术的应用主要体现在以下几方面：a)实现提升机的无极调速。通过变频技术可实现对提升机速度的精准控制（见图2），减轻了提升机在启动和停止过程中对整个提升系统的冲击，减缓了钢丝绳的损坏。b)实现了提升机的长时间无故障运行。通过应用自动化技术可以实现系统的软启动，由于不存在开关的机械磨损，可以最大程度保证提升机的长时间无故障运行。c)节约电能。通过回馈制动系统，将下放重物过程中产生的电能回馈到电网中，从而最大程度节约电能。

2.4矿井通风机中自动化技术的应用

矿井通风机是煤矿主要的通风设备，自动化技术的应用可以实现通风机的经济运行。在煤矿生产中，矿井主通风机每年消耗的电能占整个矿井总消耗电能的比例达到50%，因此矿井主通风机的经济运行十分重要。矿井主通风机运行的经济性与其运行的工况点存在很大的关系。在矿井生产过程中，矿井的主通风机工况点会发生变化，主通风机的运行效率降低。在应用自动化技术后，可根据矿井的实时风阻自动调节主通风机的运行工况点。这里主通风机的工况点主要是通过调节主通风机的电源频率实现的。

3结语

自动化技术代表了最先进的生产力，为此非常有必要在煤矿企业中大幅度应用自动化技术。煤矿机电设备自动化技术的优势主要体现在机电设备的操作更加简便、机电设备的使用更加安全、大幅度提高生产效率及降低生产成本。对采煤机、皮带输送机、矿井提升机及矿井通风机中自动化技术的应用进行了探讨，可以为认识煤矿机电设备自动化技术的应用提供一定的参考。

参考文献：

［1］郑启楷.自动化技术在煤矿机电中的应用探析［J］.中国设备工程，2021(7)：186-188.

［2］刘洁.探究自动化技术在煤矿机电设备中的应用［J］.矿业装备，2021(2)：266-267.

［3］葛全超.探究自动化技术在煤矿机电设备中的应用［J］.中小企业管理与科技（中旬刊），2021(2)：176-177.

［4］雷瑞芳.自动化技术在煤矿机电设备中的应用探究［J］.当代化工研究，2020(23)：41-42.

［5］李建国.探究自动化技术在煤矿机电设备中的应用［J］.科技风，2020(32)：110-111.

作者:张玉龙 单位:华阳新材料科技集团有限公司二矿