电气自动化技术在煤矿生产中的应用研究
易超
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易超,. 电气自动化技术在煤矿生产中的应用研究[J]. 煤炭技术研究,2021.7. DOI:10.12721/ccn.2021.157059.
摘要:
随着科学技术的不断发展,煤矿生产呈现了设备大型化、高度自动化的特点,人员少、规模大、技术优是我国现代化矿井发展的必然趋势。电气自动化控制技术是一种先进的生产力,在煤矿生产中实现了广泛的应用。电气自动化控制技术能够实现生产的集中控制,提高了生产效率及设备运行的可靠性,为此下文将对其展开详细的分析
关键词: 电气自动化技术煤矿生产应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157059
基金资助:

1 电气自动化技术的主要优势

经过大量的生产实践,电气自动化控制技术的主要优势主要体现在:(1)实现了生产的集中控制,提高了生产效率。由于控制过程中采用通信技术,可很方便地对所有设备进行集中控制,大大提高了控制设备的效率。(2)提升了设备运行的可靠性。在生产中设备实现了自动化运行,减少了人为干预,可避免由人为操作引发的机械故障,而且能避免控制过程中出现的振动问题。(3)节能效率较高。电气自动化控制技术是根据设备运行状态进行控制的,这能使设备的运行性能达到最佳,从而减少了运行过程中冗余现象的发生,有助于节能,对于煤矿企业等大型用电企业,节能具有重要的意义。(4)设备的安全性更高。一般的电气自动化控制电路中都装有保护电路和报警电路,在发生异常时能自动切换到安全状态,从而保证生产的安全性。煤矿开采是一个特殊行业,对设备的电气自动化控制要求较高。随着煤矿生产的现代化,刮板输送机、采煤机、输送机、提升机及通风机都要实现电气自动化控制。电气自动化控制的应用不仅能大幅度提高煤矿生产效率,还能提升煤矿开采的安全性。近年来,煤矿生产依托于电气自动化控制技术,智能化发展理念被提出,给电气自动化控制技术的应用带来活力,促使煤矿生产朝着智能化方向发展。

2 电气自动化技术的特点和影响运行的因素

目前,电气自动化控制技术已经在各个领域得到推广和应用,尤其是在机械制造生产过程,工作质量也因此得到了很大程度的提高,因此也适应了现代化生产技术的深入改革,未来电气化自动控制技术将会占据更加重要的地位。此技术充分发挥了电子信息技术的优势。电气自动化控制技术的系统构成通常需要结合自动化机械作业的环境特点,来应用在机械制造领域,相关技术人员也要不断进行优化和改善,以此来达到良好的效果。伴随着现代科技技术的不断发展,电气自动化控制技术也存在着很多尚未解决的问题,其精密程度和效率提出了更严格的需求。电气自动化控制设备会受电力自动化设备的影响,从而没办法继续正常运行。部分设备可能会因为环境变化而产生不稳定的现象,很有可能对其内部结构造成损坏,导致一系列电器设备出现故障,严重时会对整个设备的正常运作造成影响。除此之外,在实际工作中,振动、离心等力量都会对电气自动化设备造成影响,进而影响设备中某些精细的零部件。自动化控制装置也会受到自然电磁波的影响,随后导致自动化控制装置的稳定性出现故障。

3 电气自动化技术在煤矿生产中的应用

3.1采煤中机械自动化的应用

采煤过程是极其繁琐的过程,单靠人力采煤是不能满足采煤现代化发展的需求的,自动化采煤必然成为采煤过程中的发展方向。煤矿行业的机械化在不断优化,机械电气化技术在采煤过程中得到了很多的应用。一是采煤设备的装机容量得到了提升,电机增多。二是采煤机械设备采用了自动化运作设计。在煤矿生产过程中,采煤机械设备在我国各个煤矿生产中都得到广泛的应用。目前我国的采煤技术是以计算机为基础的,支持不同类型的传感器,实时监控是未来电气技术在煤矿生产中的发展方向。电气化技术还具有设备的诊断功能,能够保证机械的正常运行。由此可见,采煤环节应用电气技术不仅提高了机械的工作效率,也提高了煤矿的产量。

3.2 电气自动化技术在矿井通风工作上的应用

煤矿生产活动中,矿井通风工作发挥着重要作用,如果通风问题得不到解决,很容易造成威胁生命安全的事故。众所周知,煤矿生产为地下作业,地下气体流动性较差,且开采过程中会产生大量的瓦斯气体及其他有害气体,当这些气体在空气中达到一定浓度时极易发生爆炸,严重危害工人人员的生命安全。因此,现代化矿井通常规定当风机故障停止工作超过十分钟时,井下必须停止作业。风机故障超过十分钟未切换到备用风机,视为重大安全事故。现代化矿井中,电气自动化技术已经应用在了矿井通风领域,通风设备及系统在不断的升级换代。机遇电气自动化技术的井下通风系统,多选用PLC作为下位机,实现PLC远程控制程序,通过远程控制中心可以实时监测到井下通风设备的运行状况,且在远程控制中心可进行风量调节、切换设备等操作,既提升了工作效率又达到了节能减排的目的。同时配合通风系统,现代化矿井建立了风险预警系统,在矿井的各个位置安装了温度湿度监测装置、气体探测装置等,依赖于电气自动化技术信息传输的准确性和及时性,在远程控制中心,工作人员可以实时的掌握矿井下的空气质量数据,根据实际需求调整通风设备的送风量,从根本上降低了井下作业的安全隐患发生事故的概率。

3.3 电气自动化技术在煤矿运输中的应用

1980年代之前,煤炭的运输通常依靠人力,因而运输效率低下。但是,1980年代以后引进电气自动化技术进行煤炭运输的企业都大幅度的提高了煤炭的运输量。通过胶带运输设备,能及时把煤炭运到地面,且设备的运输监控系统还可以提高煤炭的运输效率和安全;直至后来计算与工业电视焦点集中监控系统的问世,亦同样为我国的煤炭业做出贡献;同时,斩波器以其具有的高效率对煤矿运输设备的安全稳定提供了技术支持;而现在出现的新型变频技术和交频同步拖动调速系统的发展使煤矿生产技术逐渐成型。且大部分煤矿采用PLC技术作为提升机核心,为安全保护产品建立了标准。同时煤矿企业为提高系统设备的安全稳定性,大多采用双线回路技术。

3.4 排水系统中的电气自动化控制技术应用

电气自动化控制技术被应用于煤矿的排水系统中,主要是为了排水系统控制能力的提高,使自动化朝着更好的方向发展。以实际操作中的案例为根据,将该技术在排水系统中的作用充分发挥出来,分析在排水系统中的具体应用。第一,以实现排水系统无人操作为目的,并且根据系统对水量的要求,科学合理的去调整水泵的工作状态,进而能提供及时的自动化调度服务,将水泵调至到变频状态,达到节能效果;第二,做好自动保护工作,排水系统在煤矿生产中面临的危险较高,电气自动化控制技术可以有效监测排水系统的状态,能够做好负压、过载等预防工作;第三,采集排水系统的各种数据,迅速将它们发送到控制中心,利用电气自动化控制技术来掌控排水系统的运行状态,并对其合理调节。

4 结束语

综上所述,电气自动化技术对于煤矿实现现代化、智能化具有重要意义。同时,煤矿生产的特殊性要求电气自动化技术能够适应复杂的井下作业环境并能适应长时间连续性的生产特性。目前,电气自动化技术主要应用于煤矿生产的综合开采工作、矿井通风工作、矿井排水工作以及矿井运输工作。但随着生产力的发展,井下电气自动化技术在可靠性、长时性方面表现不佳,这是我国煤矿电气自动化技术下一步需要攻克的难题。

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