煤礦機電設備中自動化技術的應用探析
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摘 要：將自動化技術應用在煤礦機電設備中不僅可以使人工成本大大降低，提高了煤礦開采效率，還能夠提高生產作業的安全性。由此可知，《煤礦機電設備中自動化技術的應用》這一課題具有重要的研究意義。為此，從自動化技術相關概述入手，對自動化技術在煤礦企業生產中的應用優勢進行了全面而深入地分析，并在此基礎上探究了自動化技術在煤礦機電設備中的具體應用。
關鍵詞：煤炭機電設備;自動化技術;優勢;具體應用
中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.24.114
1 自動化技術相關概述
隨著科學技術的不斷發展，自動化技術已經在很多領域大放光彩，有效推動了這些領域的發展，不僅提高了其生產效率和生產質量，同時還大大減輕了員工的勞動力，也使一些安全事故的發生概率大大降低，為企業發展創造了非常優越的條件。自動化技術屬于一種綜合性比較強的科學技術，融合了很多技術的優勢，具有非常明顯的復雜性、多功能性，在融合一些人工智能技術以后，還表現出來一定的智能化特點。總的來說，當前我們所應用的自動化技術主要涉及到信息技術、傳感技術、控制技術、人工智能技術等。利用自動化技術，我們目標已經可以對控制對象實現遠程監控，這對于煤礦企業而言是大大的“福音”。我們知道，煤礦企業中應用到非常多的大型設備，而這些設備一旦出現問題，那么不僅會使生產中斷，給企業造成經濟損失，而且在排查故障時也相當地費時費力。但是利用自動化技術就能有效處理這些問題，可以在一些設備出現問題以后能夠自行排查，在最短的時間內發現問題并解決問題。在這個過程中，自動化技術不僅大大提升了工作效率，同時也降低了維修成本，能夠讓這些出故障的設備早日投入生產。在國內一些煤礦企業中，它們應用自動化技術的方式略有不同，更多的是應用于運輸設備以及釆挖設備上，至于其他設備則應用比較少，仍然以人工為主，而且對于國內一些小型企業而言，自動化技術普及程度較低，應用自動化技術比較少。
2 自動化技術在煤礦企業生產中的應用優勢
當前，自動化技術已經在國內很多大型煤礦企業得到了廣泛應用，有效推動了我國煤礦企業的發展，同時也大大降低了人工成本，對于一些比較危險的工作也可以用自動挖掘設備替代人工來完成，使煤礦事故發生的概率大大較低。就目前自動化技術的發展前景而言，其在未來一段時間內，將會在煤礦企業中有更大的應用市場，同時表現出更明顯的應用優勢。
2.1 提高了煤礦開采效率
當前，露天煤礦基本上已經被開采完成，所以很多采礦工作只能在深遠地地下完成，而與露天開采不同，很多時候都只能依賴于人工進行開采，所以開采效率非常慢，而且危險性也非常大。但是通過利用自動化技術可以有效緩解這個問題，使煤礦開采效率大大提升。將自動化技術應用到釆挖設備上，通過預先編寫好的程序來控制挖掘設備的工作內容，能夠使設備運行流暢性被提升。而對于人工而言，釆挖難度要比裝煤的難度大很多，利用具有自動化功能的挖掘設備可以將他們的工作難度降低，而把相對簡單的裝煤工作留給人工，從而使煤礦總體工作效率得到提升。
2.2 使人工成本大大降低
將自動化技術應用到煤礦機電設備中，可以使人工成本大大降低。在實際生產過程中，只需要技術人員進行遠程操控就可以讓設備替代很多人的工作，并且還可以保證工作效率，從而使人工成本降低。比如，對于整個采礦環節來說，在沒有自動化挖掘設備之前，基本上所有的工作都只能依靠人工來完成，即使有一些挖掘設備，由于沒有自動化技術的幫助，所以必然需要人工現場操作挖掘設備進行工作，這在無形之中就增加了人工成本。而利用自動化技術可以讓一個技術人員同時操控好幾臺挖掘設備，這就使挖掘人工成本成倍降低，這對于提高這些煤礦企業的市場競爭力是非常有利的。
2.3 提高生產作業的安全性
煤礦企業生產是個比較危險的工作，尤其是對于一些比較危險的工作崗位更是如此。就拿煤礦機電設備來說，充分應用自動化技術能夠提高生產作業的安全性，給機電技術人員創造一個更為安全、舒適的工作環境。對于某些比較危險的工作，他們完全可以讓自動化設備來完成，防止安全事故的發生?！鞍踩笥谔臁笔敲總€煤礦企業都具備的意識，而如何才能真正地做好員工安全防護工作，將產生安全事故的概率降至最低，是每個煤礦企業領導都應該思考的問題。生命只有一次，防患于未然永遠要比亡羊補牢的效果好，而自動化技術的出現就為煤礦企業做好防范奠定了基礎，而如何能夠最大程度上地將其應用到企業生產活動中，同樣也是機電技術人員應該考慮的問題。
3 自動化技術在煤礦機電設備中的具體應用
自動化技術在國內很多煤礦企業中都得到了較為普遍化的應用，尤其是在一些機電設備中更是顯露出了極其明顯的特性優勢。而且由于自動化技術是由很多其他技術融合而成，所以在實際應用中還表現出其他科學技術特點，給煤礦企業生產作業創造了非常優越的條件。目前國內煤礦企業對于自動化技術在機電設備中的應用主要體現在提升機、壓縮機、運輸機、釆挖設備以及生產監控等設備中，而且在不同的設備應用中體現出不同的功效，但都有效地改善了其工作效率和工作質量，對于這些煤礦企業未來發展具有十分重要的意義。
3.1 自動化技術在機電設備中提升機的應用
提升機在煤礦企業生產過程中是最為普遍和常見的一種運輸設備，主要用于對員工以及一些設備的上下井。在過去，煤礦企業的提升機的正常運作是利用交變電流來實現的，而對升降速度的控制往往需要依賴于內置電阻。當然，在實際工作中往往還需要應用一些輔助設備來對速度進行精準控制，而在這個過程中對電流的利用率非常低，存在非常嚴重的電能浪費現象，增加了企業生產成本。不僅如此，由于提升機隨時運行，而且在不同的時候可能需要運輸的物料質量不同，所以在工作中對于設備的質量有著較高的要求，如果這些設備質量存在問題或者沒有做好日常的檢修工作，那么其一旦出現事故，那往往都是災難性的。這就要求煤礦企業能夠借助于其他科學技術手段優化該工作，通過優化工作路線來避免此類事故的發生，同時給企業員工創造更安全的工作條件。在當前的社會背景下，通過將自動化技術融入其中，達到數控的要求，不僅可以實現智能化精準控制升降速度的目標，而且還有效增加了設備運行的可靠性。在一些人眼中，將自動化技術融入其中就意味著設備更新，而這就增加了企業成本，但是將目光放長遠一些就會發現，雖然從表面上來看企業設備成本上升，但是對于電能的節約以及對事故的預防所帶來的貢獻卻是十分客觀的。融入自動化技術以后，技術人員還可以對設備進行實時監控，而且當設備出現問題時還可以及時自動檢測出故障產生的原因，給后續的維修工作提供參數，提高維修效率和質量，同時也使維修難度大大降低。 3.2 自動化技術在運輸機的應用
煤礦運輸機是將煤炭從井下運輸到井上必不可少的工具，而煤礦企業一般應用到的運輸機設備的傳動動力主要依賴于多個驅動器，而實際啟動中需要借助于液力耦合器來實現，然而在這個過程中會給皮帶以及其他組成部分帶來瞬間大電流所形成的高壓，這對于運輸機其他部位零件的壽命會帶來非常大的影響，并最終導致運輸機的壽命大大降低。摩擦生熱也是皮帶傳送經常面臨的一個問題，所產生的熱量會使皮帶出現老化的問題。不僅如此，過去的運輸機運行狀況并不平穩，煤塊掉落的現象時有發生，所以往往需要配備專門的工作人員負責清理這些掉塊，給企業增加了人工成本。而通過將PLC系統應用到運輸機相關設備中，就可以實現自動化生產，達到數控要求，保證運輸機可以根據實際生產的情況對運輸速度進行動態調整，保證運輸過程的穩定性，從而使皮帶與煤礦之間盡可能不產生相對滑動，避免熱量的產生，提高皮帶的使用壽命，也使運行可靠性大大提升。與此同時，也可以避免煤塊掉落情況的發生，所以企業不需要安排專人去清理這些掉落的煤塊，降低了企業生產成本，也使設備產生故障的概率大大降低。
3.3 自動化技術在壓縮機中的應用
壓縮機基本上煤礦所有設備的動力源頭，而有關研究結果表明，對于很多煤礦企業而言，其使用的壓縮機所花費的電費金額達到十幾萬乃至幾十萬元，這對于一些中小型企業而言是非常大的一筆生產負擔。產生這種情況的原因非常明顯，主要是因為煤礦機電設備有時候并不需要其滿負荷工作，而壓縮機設備工作形式比較“呆板”，不能根據實際生產的需要而智能化地進行調整，所以造成了電能上的浪費。一般來講，壓縮機工作往往需要與交流電機進行配合才能保證動力支持。壓縮機在實際運行過程中的情況并不是固定不變的，滿載、空載無規律地交替轉換，所以導致交流電機也要跟著不斷變化，不僅給電網帶來非常大的工作壓力，同時還降低了煤礦勞動效率。將自動化技術引入到壓縮機設備中，就可以實現該設備的自動化調節功能，使壓縮機可以根據生產實際的需要進行智能化調節，使電能大大降低，并且降低了電網工作壓力，延長了電網使用壽命。
3.4 自動化技術在采掘設備中的應用
采掘設備在煤礦企業生產作業中的重要性不言而喻。眾所周知，井下挖煤是一項比較危險的過程，而且由于井下環境惡劣，產生塌方冒頂的情況往往不能有效避免，而且危險產生時并沒有任何的表現，所以工人不能對一些潛在的危險進行預判。這就使工人在采礦過程中不僅要承受很大身體上的壓力，同時他們心理負擔也非常沉重。傳統的人工采掘效率比較低，而在應用傳統的機械采掘方法時對于技術人員要求比較高，不僅需要他們掌控采掘的角度和力度，同時還要做好滑脫的準備。有些地方并不能依靠機械來幫助挖掘，而只能依靠最原始的人力進行挖掘，這就進一步增加了人工勞動力和發生事故的概率。將自動化技術應用到采掘設備中的比如當前應用比較多的電牽引采煤機就是應用自動化技術的典型案例。其實質上就是利用自動化技術優化了其功能，使設備添加了一個牽引功能，使采煤機出現滑動以后，可以借助于牽引技術阻止滑動現象進一步產生，降低對采掘空間的要求，不但提高了采掘效率，同時還增加了勞動過程的安全性。
3.5 自動化技術在生產監控中的應用
粉塵超標、瓦斯濃度過大、地層變動等都是采煤過程中可能遇到的安全事故，所以監控工作非常有必要，能夠將很多安全隱患扼殺在搖籃中，不僅為工人安全提供了保障，同時也降低了煤礦企業生產成本。自動化技術應用到監控設備中，主要是以計算機為操作段，并且利用傳感器將相應的數據信息傳遞出去，通過一系列的數據信息轉換而以更直觀的形式展示出來，從而起到報警作用。利用這種監控手段可以使工人工作安全性大大提升，并且讓監控人員及時發現問題，一方面給工人安全撤離爭取時間，保證工人身命安全;另一方面也可以將危險產生的苗頭扼殺掉，保護企業的財產安全。
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