煤矿采掘设备的自动化设计与应用

煤矿采掘设备的自动化设计与应用

陕西永明煤矿有限公司陕西延安717300

摘要:近些年来,随着社会的发展,我国的煤矿工程的发展也日新月异。对于煤矿资源需求量的不断增加,大型煤矿采掘优化技术开始受到越来越多煤矿企业的广泛关注。建立自动化煤矿采掘监控平台,能有效提升煤矿采掘的质量以及效率。为此,本文主要针对寺河矿采矿技术展开研究,从综采技术、掘进技术、自动化平台搭建等方面,分析了大型煤矿采掘优化及自动化平台建设技术,解决大型煤矿采掘工作中所面临的问题。

关键词:煤矿采掘设备;自动化设计;应用

引言

伴随着现代科技技术的发展,实现自动化生产对提升机械生产效率的作用不容小觑,促进机械生产的自动化已经成为企业提升自身综合竞争实力的重要砝码。本文在对煤矿机械设备电气自动化技术的优势进行综合阐述的基础上,从安全管理、煤矿运输和煤矿采掘三个方面对煤矿机械设备电气自动化技术进行了重点分析,以期为相关人士提供借鉴和参考。

1煤矿机械设备电气自动化技术的优势

与传统煤矿机械设备传统技术相比,电气自动化技术的引入优势主要体现在以下几方面:第一,提高作业效率方面。电气自动化技术的引入使得煤矿机械设备实现了自动化运行及监控,其生产效率及安全性均可得到良好保障。第二,节约成本。顾名思义,电气自动化技术的内涵为:在原有运行模式的基础上,实现自动化运行。对于煤矿企业而言,电气自动化煤矿机械设备的实现可显著减少传统作业生产中的人力资源成本。因此,该技术的引入有助于煤矿企业降本增效目标的实现。

2应用措施分析

2.1生态化

当今,社会各行各业都在关注资源节约与环境保护,因此低碳性生产经营模式成为经济发展的方向。煤炭企业在其发展的过程中,往往伴随诸多资源浪费、环境污染等问题,严重的制约与限制人类的健康与生存,因此在煤炭行业的发展过程中必须要重视资源节约、环境保护的发展途径,不能以牺牲人类的生存环境为代价进行生产作业,要重视对生存家园的保护。

2.2自动化平台搭建方案自动化平台建设

平台主要分为应用层、数据层、网络层3个主要层级。其中网络层通过在全矿各盘区新增“一网一站”设备,实现盘区多系统的集成传输。井下光纤连接小型综合数据,将传输分站布置到工作面顺槽巷口,实现无线通信系统、人员定位系统、高清视频系统、广播系统、盘区主排水自动化、采掘工作面自动化等的数据集成整合,减少井下缆线和设备数量,节约投资,降低维护量。小型综合数据传输分站各个模块相当于独立VLAN(虚拟局域网)划分,限制全网范围的广播,减少不必要的干扰。它实现了中心机房核心交换机—主光缆—盘区变电所主站—(盘区运输巷光缆)—顺槽巷口小型综合数据传输分站(大约盘区巷道每400m1台,如采掘工作面实现自动化,需在采掘工作面设置盘区胶带巷光缆)—盘区变电所主站—主光缆—中心机房核心交换机信息贯通,并使用武汉瑞源电力设备有限公司DXJL3072/127J(A)型号的直流电源系统对网络进行供电。建立统一数据中心,建立数据中心私有云的虚拟化数据中心,实现在单一物理服务器上运行多个虚拟服务器(虚拟机),将井上、下所有的监控系统(包括安全监控系统、人员定位系统、通信联络系统、工业视频系统、风井场地各个自动化系统、皮带集中控制系统、供排水监控系统、综采工作面集中控制系统、掘进工作面的集中控制系统、风机在线监测系统等)通过私有云专有的虚拟化技术,将所有监控系统资源整合在私有云上以单一整体的形式呈现。

2.3煤矿采掘方面

煤矿采掘是煤矿井下作业的主要环节,同时也是决定煤矿企业生产效率、生产安全的主要因素。煤矿企业常用的煤矿采掘设备为电力牵引采煤机,这种煤矿机械设备的电源电压参数多为3300V,总装机容量参数则处于1100-1500KW之间。随着煤矿生产规模及安全管理要求的不断变化,传统管理模式已难以满足煤矿企业的基本要求。对此,可将电气自动化技术引入电力牵引采煤机设备的监控管理中。与传统监管模式相比,电气自动化监控模式可实现设备的实施运行监控,及时发现设备的故障问题或异常运行状况。例如,B煤矿企业出于提高煤矿生产效率目的,引入电气自动化技术开展煤矿采掘设备的自动化监管。在自动化监管系统中,PLC控制程序是系统控制机的基本构成,为了保障电力牵引采煤机的监控有效性及安全性,预先于控制程序中设置待采集信息要求及采集操作指令,以实现对电力牵引采煤机运行状况的自动监控。当电气自动化监管系统获取采煤机的运行参数后,可借助驱动电路这一媒介,将所得数据信息传输至相关部门,以便相关部门人员对其运行可靠性、安全性水平展开评估。与传统监管模式相比,煤矿采掘机械设备电气自动化监管的优势在于:第一,这种监管方法可快速获得采煤机的真实运行参数,而无需浪费较多人力、物力资源;第二,这种监管方法实施便捷,且有助于保障采煤作业的安全性。因此,广泛推广这种技术具有一定的现实意义。

3采掘技术和方法发展前景展望

经过了较长一段时间的探索和发展,我国的煤炭采掘技术有了很大的发展,使得煤炭的开采更加成熟,大大提高了煤炭开采的经济效益和安全性。在煤炭开采中,以机械来代替人力一直以来都是一个重要的目标,近些年,随着计算机技术的不断进步和广泛应用,自动化、智能化和无人化采掘技术发展成为发展的重要方向,同时更加注重采掘辅助环节的发展,还要面对开采全生命周期下的生态环境保护和治理。一是高度自动化、智能化、无人化,最终实现无人化的煤炭采掘技术和方法。自动化的煤炭采掘在现阶段已经取得一定的突破,尤其是自动化程度高的综采工作面的实践,有效的减少了煤炭开采中人员的投入,将井下作业的人员数量控制在了最低的限度。目前很多大型煤炭企业都在通过智能化平台构建无人或少人工作面,实现全自动化、智能化煤炭开采。诸如国家能源集团神宁公司红柳煤矿在I040301工作面完成了自动化采煤开采技术的试验,实现了行程、倾角、采高、位置、压力等传感器及配套LASC等自动找直系统的功能,跟机和职能视频装置也在不断的改进和完善。目前很多企业对遥控和自动化截割技术在综掘机上的应用也为掘进工作面的自动化、智能化增砖添瓦。二是基于绿色理论的煤炭采掘技术和采掘方法。绿色、节能、环保是现阶段我国经济发展的重要目标,煤炭开采对于环境的污染和破化比较大,因此在煤炭开采中实现绿色开采是必然的要求。如水资源保护和综合利用的保水开采,具有抛卸矸、水砂、膏体充填以及混合式充填的充填开采,煤与瓦斯共采,通过热化学反应将原位煤炭转化为可燃气体抽出利用的煤炭地下气化技术等绿色采掘技术和方法对采煤工艺的改进和创新,推动清洁生产技术的使用,减少煤炭开采中对于环境的破化和污染物的排放,实现煤炭的绿色生产,都具有十分重要的意义。

结语

当前部分企业在发展的过程中不断的摸索,实现一系列的开采工艺创新与改革。引进先进的生产技术与设备,有效的提升了煤矿开采挖掘的质量,并实现对开采过程中问题的优化解决,加强了煤矿开采的安全性与经济效益性。不仅如此,在未来的发展过程中,煤矿开采应当密切结合国家资源的发展现状与策略,制定合理的开采方案,实现在保护资源的前提下,提升企业的经济收效,保证煤矿开采的可持续发展。

参考文献

[1]任建华.试论煤矿采掘中的采矿工艺及采矿方法[J].中国高新技术企业,2017(4):150-151.

[2]张钢举.煤矿采掘中的采矿工艺方法[J].技术与市场,2014,21(12):107,109.

[3]尹巨生.煤矿采掘中的采矿工艺及方法[J].技术与市场,2014,21(8):153,155.

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