煤矿机电一体化技术在矿山安全生产中的应用研究
周龙 尚琳琳
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周龙 尚琳琳,. 煤矿机电一体化技术在矿山安全生产中的应用研究[J]. 矿山工程与技术,2024.11. DOI:10.12721/ccn.2024.157447.
摘要: 为满足社会对于煤炭资源的需求,企业需要加大生产力度,但若无法保证生产质量,并引发安全事故,则会极大影响煤炭资源的合理开发和利用。在煤炭生产环节,应用机电一体化产品发挥出先进技术优势,不仅简化了煤炭生产流程,提高了生产效率和质量,而且还能够降低安全事故发生概率,从而实现经济效益和社会效益的全面提升。
关键词: 煤矿机电一体化技术;矿山安全生产;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157447
基金资助:

1、煤矿机电一体化技术的重要性

1.1优化了煤矿机械设备的运行效率

在煤矿机电一体化技术的应用过程中,电子技术机械设备和液压控制技术等相互融合,运用到了煤矿生产中,在一定程度上提高了煤矿机械设备的运转效率,强化了煤矿机械设备的安全性能,放大了其经济效益、生产效益,可靠性、安全性均有所提高。另外,煤矿机电一体化技术的应用提高了机械设备作业的效率和精度水平,改进了机械设备运行过程中存在的不足之处,即使在后续的安装、拆除、维修等环节,也可以创造便捷的条件,实现在线监控。

早期发现故障问题,实现自动报警、自我诊断,改善了机械操作人员的工作压力,优化了工作环境、工作条件,机械设备的运转效率大幅度提高,实现了节能、高效运转的目的,机械设备的使用寿命也因此而延长。在机电一体化技术的应用过程中,煤矿生产活动中的各项设备设施均实现了高效运转,节约了生产成本、机械设备的管理成本,取得了突出的技术应用效果。

1.2逐渐提高生产效率

在煤矿生产中,合理使用机电一体化技术,可以提升日常生产效率。与传统生产方案对比,机电一体化技术应用可以融合自动化技术和微处理技术,缓解人力施工压力。在机电一体化技术应用中需要注意,只有确定技术融入流程,才能体现技术的集成特点,满足煤矿生产新阶段的要求。此外,煤炭企业的实际作业环境比较复杂,要求连续工作,需要更为可靠、安全的技术。借助高度集成设备系统,合理调用微电子技术、监控技术等,使设备系统的安全性以及稳定性变得更强,能够及时发现运行过程中的故障隐患问题,保障问题查找的精确性以及合理性。以此项工作为基础,编制更贴近企业发展现状的方案,可以提升决策可实施性。

2、煤矿机电一体化技术发展现状

我国第一套应用于机械化采煤工作面的设备于20世纪90年代在大同矿务局首次亮相,从此拉开了机电一体化技术应用于煤矿生产的新序幕。至90年代后期,我国煤矿企业的机械化生产工作取得了空前的进步,采煤机已经逐渐由液压牵引转向电牵引,同时研究出了功率更大的电牵引采煤机。自从进入21世纪以来,机电一体化技术已经不仅仅应用于采煤和运输的环节,在安全管理、生产监控等方面均有较大突破。虽然我国机电一体化技术在煤矿生产中的发展势头良好,但与发达国家相比,在核心技术方面仍有不足,这主要是因为我国的煤炭工业相比较电子、航天、轻纺、化工、冶金等行业起步较晚,在开发水平、应用范围、技术人才以及管理水平方面仍略显不足。

3、煤矿机电一体化技术在矿山安全生产中的应用

3.1机电一体化技术在煤矿采煤机中的应用

采煤机在综掘过程中发挥着关键的生产作用,其不但可以提高生产效率,提高经济效益,规范采矿流程管理,而且是综采机械化、智能化程度发展的重要体现。一般来讲,采煤机的组成部分包括截割部、装载部、行走部、电动机、操作控制系统和辅助装置,部件之间的协调运行较为复杂,需要调动机械、电气和液压等多个系统。机电一体化技术在采煤机中的应用使采煤机可在不同煤矿地质条件下发挥其最大的效用。这里详细解释一下原因,应用机电一体化技术的采煤机中与普通的采煤机最大的区别在于是否安装电牵引系统。普通的液压牵引系统遇到倾斜角较大的煤层地质条件时,会出现牵引力不足、不能匀速前行的状况。应用机电一体化技术的采煤机则可以解决这类问题,所具有的电牵引系统可实现对电能的自动调控,有效解决行驶速度不均的问题,同时也借助数据分析防止牵引机的倒滑、自动启动制动装置、简化作业流程、保障开采人员的安全等。

3.2监督环节中的应用

在煤炭生产监督的环节中,我们也可以采用机电集成技术,例如可以装备专有传感器的节点集成设备,从而最大程度的发挥出其监督作用。感应器实际上是一个可以探测到多种讯息的重要实体。在目前的煤炭开采中,使用传感器可以节约大量的时间,同时也可以确保建筑的安全,例如在开采的时候,利用传感器可以很好的采集到环境的数据,还可以提取出煤尘的浓度,并将相应的数据报告给相关的人员。在煤矿里,工人的呼吸系统会受到很大的影响,从而导致职业病的发病率也会提高。但是,传感器主要依靠其收集信息与数据的功能,将信息数据传输到另一环节,通过自身的精准性、及时性、有效性,来减少风险的发生概率,从而保证煤矿的生产能够顺利进行。在测定大气中的沼气浓度时,可利用该传感器来判定有无可能发生的沼气爆炸。

3.3机电一体化技术在煤矿提升设备中的应用

煤矿开采完成后,需借助煤矿提升设备将煤炭从井下提取出来。目前中国煤矿主要应用的煤矿提升设备有两种,分别为交流提升机和交直流提升机,这两种设备有着具体的适用范围和运载容量的限制。

随着机电一体化技术在煤矿提升设备中的应用,出现了内装式全数字化交直流提升机,其借助可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)技术进行控制电路结构的设计,更好地实现了煤矿提升过程中滚筒和驱动装置的有效结合,煤矿提升设备系统中信息化技术、电子机械技术的应用性更强,实现了大数据与机械装置的结合。通过数据设定更好地远程操控煤矿提升机在煤矿运输过程中的工作。基于机电一体化技术的特点,中国已成功研发了S7和SIMADYND交流变频提升机并投入煤矿使用,均表现出不俗的提升性能。

3.4在井下带式输送机中的应用

煤矿生产发展至今,在很长一段时间内井下原煤的运输都是借助带式输送机完成的。因为带式输送机在其井下输送原煤的过程中,具备输送量大、输送距离远、运行可靠、工作效率较高等特点,因此在煤矿生产中发挥了重要的作用。随着科学技术的不断发展,对带式输送机的几点一体化技术进行完善,改良和创造出了不同类型和不同品种的带式输送机,其输送距离和功率都得到了有效的提升,一些关键技术也得到了发展,从而使煤矿生产井下工作的效率与质量不断提升,缩减工作成本,经济效益也获得了提升。

3.53煤矿排水系统中的应用

机电一体化技术在煤矿排水系统中的应用主要通过集成机械、电子、计算机和自动控制技术,实现对排水系统的精确、高效管理。首先,机电一体化技术能够实现对排水设备的自动化控制。通过安装传感器和控制器,系统能够实时监测水位、流量、压力等关键参数,并根据预设阈值或算法自动调节排水设备运行状态。如,当水位超过一定高度时,系统会自动启动水泵排水;当水位下降到安全范围时,系统会关闭水泵,避免能源浪费和设备损耗。其次,机电一体化技术还具备故障诊断和预警功能。排水系统在运行过程中可能出现故障,如水泵堵塞、电机过热等。通过集成故障诊断系统,机电一体化技术能实时监测设备运行状态,发现异常会发出预警,提醒工作人员及时进行处理。

结束语:总而言之,为了进一步提高煤矿开采的效率,则务必要及时的对煤矿开采技术的进行更新。利用机电一体化技术能够有效的改善煤矿生产的效率以及安全性,使得企业的经济效益实现最大化,因而,煤矿生产中逐渐应用机电一体化技术,具有非常广阔的发展前景。

参考文献:

[1] 杨慧.煤炭机电一体化技术在煤炭生产中的应用[J].技术与市场,2022,29(03):142-143.

[2] 郝永恒.论煤矿机电一体化产品在煤炭生产中的应用[J].石化技术,2019,26(11):350+352.

[3] 崔翰超.机电一体化技术在煤矿生产中的主要应用[J].能源与节能,2018(07):120-121.

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