曾朝輝

滎經(jīng)縣鳳凰煤業(yè)有限公司，中國·四川 雅安 625200

1 引言

土地遼闊以及煤炭資源豐富是中國國土的特點，在中國諸多的能源類型中，煤炭資源是其中不可或缺的組成部分，對于保障社會經(jīng)濟良好發(fā)展具有重要價值和意義。在煤炭開采及生產(chǎn)過程，如何保證生產(chǎn)安全及開采效率是關(guān)注焦點，傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用，不僅難以保證生產(chǎn)效率，也會讓采礦人員的生命安全受到威脅，影響煤炭企業(yè)的整體生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益，想要引領(lǐng)整個煤炭行業(yè)的發(fā)展，提升煤炭開采工作效率和質(zhì)量是首要任務(wù)，積極引入先進的機械化設(shè)備，綜合考慮機械設(shè)備性能及效益價值，以此推動煤礦行業(yè)快速發(fā)展，向現(xiàn)代化、科技化的方向轉(zhuǎn)型。此外，隨著中國社會經(jīng)濟以及科技的發(fā)展，全面改造與更新煤礦行業(yè)的老舊設(shè)備，有助于煤礦設(shè)備智能化程度的提高，切實維護煤礦開采安全，實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)。而電氣自動化技術(shù)是多學(xué)科技術(shù)以及專業(yè)知識綜合的科目，有效地改善了傳統(tǒng)電工機械制造中存在的不足，同時，將高新術(shù)比如計算機工程等合理應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，這樣對于提高煤礦產(chǎn)出效能以及成品質(zhì)量具有突出貢獻。立足于長遠發(fā)展角度，借助電氣自動化技術(shù)的力量，對于整個行業(yè)以及社會的發(fā)展都是起到助力作用。就目前煤礦行業(yè)機械設(shè)備的電氣自動化技術(shù)的整體應(yīng)用來看，其機械控制精度以及效果還沒有達到理想的狀態(tài)，但是隨著中國科技水平的提升，借助科研力量提高煤礦行業(yè)的電氣自動化技術(shù)水平指日可待，以此來提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益，這樣可以保障各領(lǐng)域生產(chǎn)活動以及日常生活有條不紊地進行。

2 相關(guān)概念簡述

2.1 電氣自動化控制系統(tǒng)

從功能角度上，電氣自動化控制系統(tǒng)可以把控制子系統(tǒng)全面顯示出來，提供給機械設(shè)備精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)，便于跟蹤掌握整個生產(chǎn)流程，與此同時，電氣自動控制系統(tǒng)在抗干擾能力上具有突出優(yōu)勢，系統(tǒng)運行階段，完成對生產(chǎn)機械設(shè)備有關(guān)數(shù)據(jù)的接收，如果機械設(shè)備出現(xiàn)異常情況，這一控制系統(tǒng)的自我安全運行保護功能在此時會發(fā)揮作用，啟動系統(tǒng)連鎖控制，防范生產(chǎn)事故的發(fā)生，所以說電氣自動化控制系統(tǒng)在實際生產(chǎn)過程有著較強的風(fēng)險預(yù)防能力，表現(xiàn)出較高的靈活性，大大降低了系統(tǒng)損耗，使系統(tǒng)維持較高的生產(chǎn)能力[1]。

2.2 煤礦礦山機械設(shè)備

由于煤礦行業(yè)自身的特殊性，確保機械設(shè)備的控制精度是提升生產(chǎn)效率以及維護生產(chǎn)安全的前提條件，如果不能將機械設(shè)備的精度控制在合理范圍內(nèi)，很難實現(xiàn)預(yù)期的生產(chǎn)目標(biāo)。但也并不是說，越復(fù)雜的、越精密的機械設(shè)備可以帶來更高的經(jīng)濟效益，反而可能因為這類設(shè)備的兼容問題增加生產(chǎn)矛盾或者提高設(shè)備維修難度，對此，務(wù)必要選擇質(zhì)量高、性能可靠的機械設(shè)備，加強對機械設(shè)備的管理與維護，防止實際生產(chǎn)過程機械設(shè)備在各方面因素的影響下出現(xiàn)故障。事實上，合理地把電氣自動化技術(shù)融合應(yīng)用在煤礦礦山機械中，能夠有效彌補傳統(tǒng)機械的應(yīng)用不足，相關(guān)工作人員需關(guān)注電氣自動化控制系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟收益與易產(chǎn)生的故障問題，進而提高礦山開采工作的規(guī)范性。

3 煤礦礦山機械設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 調(diào)速變頻器的應(yīng)用

通過對傳統(tǒng)煤礦礦山生產(chǎn)情況的綜合研究，實際生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)檢測速度較慢，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，耗費大量的電力資源，不僅如此，機械設(shè)備的故障出現(xiàn)概率很高，良好地解決這一問題才能確保自動化生產(chǎn)順利進行。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)速變頻器在煤礦機械中的應(yīng)用成為必然，其具體應(yīng)用是將PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安裝在調(diào)速變頻器中，完成數(shù)據(jù)自動化采集，數(shù)據(jù)采集可分為手動、半自動的復(fù)合控制模式。變頻器控制系統(tǒng)的應(yīng)用，需要由多個驅(qū)動器的相互配合完成，使不同工作部件處于不同的運行速度，減少不必要的能源消耗。另外，還可以對機械設(shè)備的模擬壓力信號進行精確檢測，準(zhǔn)確斷定機械設(shè)備的效能，防范機械故障的產(chǎn)生，確保煤礦礦山機械設(shè)備平穩(wěn)安全地運行，在此基礎(chǔ)上進一步計算機械回轉(zhuǎn)速度[2]。

3.2 皮帶控制的應(yīng)用

對于煤礦礦山領(lǐng)域使用的機械設(shè)備來講，煤礦礦山機械設(shè)備的皮帶控制方面，主要是采用單向運行設(shè)計，很難根據(jù)外界因素的變化進行動態(tài)化處理，加上傳統(tǒng)的煤礦礦山開采過程，外部環(huán)境因素的變化是極為常見的，導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率不能得到保障，為了規(guī)范煤礦生產(chǎn)流程，嚴格把控生產(chǎn)質(zhì)量，達到預(yù)期的生產(chǎn)效益目標(biāo)，可在傳統(tǒng)的皮帶傳送裝置中加入預(yù)警裝置，用于妥善處理煤礦生產(chǎn)過程的外部環(huán)境變化因素及相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況來調(diào)整采礦機械設(shè)備，確保其滿足實際環(huán)境的運行條件需求。與此同時，基于實際情況分析，皮帶控制裝置的應(yīng)用，主要是通過繞過驅(qū)動輥和惰輥之間的摩擦力，作為皮帶導(dǎo)向系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，采用全壓和直接啟動的控制方法，在液壓作用下控制推桿制動器，將運行動力直接從主鏈傳遞到動臂皮帶上，保證皮帶控制裝置輸送效率。

3.3 機械設(shè)備的故障診斷與監(jiān)控

當(dāng)前時期，在煤礦礦山機械作業(yè)開采過程中，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用效率以及應(yīng)用成果是有目共睹的，尤其是面對地形地貌復(fù)雜的地區(qū)或者處于環(huán)境惡劣地區(qū)的開采活動中，電氣自動化技術(shù)都發(fā)揮其獨有優(yōu)勢和作用，使開采效率得到了顯著提升。然而傳統(tǒng)的礦山機械對于復(fù)雜地貌的開采容易受到周邊環(huán)境以及多方面因素的影響，這樣在很大程度上增加了開采安全隱患，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以保證運行參數(shù)更加合理，而且表現(xiàn)出超強的環(huán)境適應(yīng)能力，這一技術(shù)的實際應(yīng)用不需要人工操作，人力勞作成本有了明顯的降低，更加符合現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展需要[3]。另外，基于電氣自動化技術(shù)之上研發(fā)成功的礦山機械，若與傳統(tǒng)的采煤機械進行比較，其機械性能同樣具有優(yōu)勢，比如，這類機械設(shè)備在實際運用期間可以精準(zhǔn)的判斷機械故障或存在的隱患問題，避免煤礦開采過程安全問題的發(fā)生。實際的煤礦開采過程，多數(shù)是處于地下作業(yè)的，可見度低加上地理環(huán)境的多變性，利用自動化機械設(shè)備可以更好地辨識復(fù)雜的地理環(huán)境，依據(jù)地形變化調(diào)整機械作業(yè)高度以及運行參數(shù)等，保證開采機械處于最佳的運行狀態(tài)。舉個簡單的例子，根據(jù)煤礦井下地形條件，將開采機械的高度進行調(diào)整，預(yù)防在開采作業(yè)過程因為連續(xù)的截割頂板巖石損壞機械設(shè)備。除此之外，對故障診斷系統(tǒng)進行全面監(jiān)控是提升自動化系統(tǒng)運行效率的重要手段，通過對礦山機械運行參數(shù)的監(jiān)測，掌握機械設(shè)備的實時運行情況，避免礦山機械在實際運行過程受工作環(huán)境的干擾與影響，如果機械設(shè)備運行中出現(xiàn)特殊情況，自動化機械會及時發(fā)出預(yù)警，精確判斷出機械設(shè)備的故障類型，即本身故障導(dǎo)致還是開采區(qū)域的外界環(huán)境導(dǎo)致的，針對不同情況采取對應(yīng)策略，保證機械設(shè)備安全平穩(wěn)運行，不會對機械設(shè)備的工作時效產(chǎn)生影響。

3.4 煤礦升降系統(tǒng)的應(yīng)用

煤礦開采作業(yè)在地下位置的作業(yè)時間較長，科學(xué)應(yīng)用煤礦升降自動化系統(tǒng)更加關(guān)鍵，開采作業(yè)前要將工作人員以及相關(guān)的開采設(shè)備從地面運輸?shù)骄?，自動化升降系統(tǒng)的應(yīng)用可以保證工作人員的人身安全，確保人員和設(shè)備安全到達指定地點。升降系統(tǒng)的應(yīng)用，則是利用PLC系統(tǒng)監(jiān)控升降機自動化操控的全過程，如遇到升降故障或者異常情況時，PLC系統(tǒng)將會自動報警，警示工作人員，有效避免人員以及物資的運輸危險隱患，從升降系統(tǒng)的應(yīng)用分析，自動化技術(shù)的應(yīng)用，顯著提高了煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)安全，更好地維護機械設(shè)備的運行綜合效益。

4 優(yōu)化煤礦礦山機械設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 積極優(yōu)化電氣自動化控制系統(tǒng)

推動煤礦礦山電氣自動化控制技術(shù)的專業(yè)化發(fā)展，研發(fā)出與開采區(qū)域作業(yè)需求吻合的機械設(shè)備及其內(nèi)部自動化控制系統(tǒng)，以將自動化控制系統(tǒng)的作用最大化。通常情況，礦山機械與小零件機械在自動化生產(chǎn)方面存有相近的特點，實際研發(fā)過程要多角度地深入研究設(shè)計，例如，重點考慮如何將電氣自動化控制融入機械動力供應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)中，利用計算機編程控制生產(chǎn)操作，在高精度完成機械設(shè)備智能化控制的同時，降低實際生產(chǎn)的資源損耗與浪費，帶給煤礦企業(yè)更多效益。另外，要加強對機械設(shè)備的綜合監(jiān)控，高度重視機械設(shè)備實際運行過程的預(yù)警問題，一旦出現(xiàn)故障隱患及時進行修復(fù)，秉承預(yù)防為主的生產(chǎn)原則，減少機械設(shè)備的故障安全問題。

4.2 強化礦山機械管理

構(gòu)建完善化的煤礦礦山機械設(shè)備應(yīng)用管理規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，以礦山機械設(shè)備的實際應(yīng)用需求為基礎(chǔ)，從長遠發(fā)展方向制定設(shè)備使用計劃，保證計劃的制定切合礦山實際情況，同時加強對礦山機械自動化系統(tǒng)的日常檢測與維護，做到防患于未然，有效規(guī)避機械設(shè)備安全隱患帶給煤礦企業(yè)的不良影響。除此之外，如果想要切實優(yōu)化煤礦礦山機械設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用水平，還應(yīng)要求相關(guān)的機械設(shè)備維護注重自身專業(yè)性的提升，在機械設(shè)備維護過程中發(fā)揮出專業(yè)水準(zhǔn)，及時發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備中存有的不足，按照規(guī)范化流程開展設(shè)備維護工作，以此提升電氣控制系統(tǒng)的整體安全性。如果維護人員缺乏專業(yè)知識，實踐能力匱乏，必然會增加機械設(shè)備的安全問題，對此，要注重電氣自動化控制系統(tǒng)的聯(lián)合發(fā)展，強化對礦山機械設(shè)備的系統(tǒng)化管理，帶動煤礦企業(yè)穩(wěn)健發(fā)展[4]。

4.3 明確電氣自動化使用發(fā)展方向

如今全球經(jīng)濟發(fā)展形勢下，電氣自動化技術(shù)與機械應(yīng)用的融合及機電一體化會是主流趨勢，對于想要發(fā)展的煤礦企業(yè)，引入機電一體化能夠促進安全生產(chǎn)目標(biāo)的實現(xiàn)，切實提升煤礦機械自動化的完整程度。機械自動化的發(fā)展離不開信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的融合，全方位地維護生產(chǎn)安全，有效提升生產(chǎn)效率。不久的將來，電氣自動化控制會走向集成化，對開采人員的專業(yè)能力及綜合素質(zhì)等都是全新的考驗，只有不斷提升工作人員的能力水平，增加對機械設(shè)備的認知程度和鉆研深度，才能提升煤礦行業(yè)的生產(chǎn)自動化水平，鞏固煤礦企業(yè)的市場地位[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，在中國社會經(jīng)濟以及科技快速發(fā)展的推動下，煤礦機械設(shè)備的電氣自動化水平隨之提升，其發(fā)展前景同樣很樂觀，有著廣泛的市場需求，與傳統(tǒng)的煤礦機械進行對比，電氣自動化技術(shù)憑借自身應(yīng)用優(yōu)勢在煤礦行業(yè)中具有不可替代的作用[6]。從另一視角出發(fā)，煤礦礦山作業(yè)所處的地理環(huán)境復(fù)雜、惡劣，良好的運用電氣自動化技術(shù)是提高作業(yè)安全及作業(yè)效率的有力保障，最大程度地減少作業(yè)環(huán)境等多方面因素的影響，未來隨著自動化技術(shù)的普及應(yīng)用，電氣自動化在煤礦機械中的應(yīng)用范圍更加廣泛，同時會朝向更加精準(zhǔn)的方向邁進和發(fā)展[7]。