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1配备先进的油滤设备
伴随现代工业技术的进步,液压零配件的精密化程度不断提高,但是配件与配件之间的孔隙是客观存在的,理论上无法消除,其对细微颗粒的敏感程度也越来越高。此外,再加上煤矿机械设备专业技术人才的匮乏,包括现有的检测手段与仪器过于陈旧,导致煤矿机械设备不断出现各方面的故障。追本溯源,其症结在于所用的油存在质量问题,而现有的油滤设备无法起到预期的作用,导致大量存在杂质以及被污染的油在煤矿机械设备当中使用,引发机械的运行故障。鉴于此,必须要配备先进的油滤设备,保证油油品的清洁性合格,尽量降低污染油质的情况。
2明确代用油的指标
整体而言,不同品牌以及种类的油,其性能指标的差异非常明显,并且如果两种油混合使用,其内的物质可能会产生剧烈的化学反应,甚至是凝结成为细微的颗粒,对煤矿机械设备的性能造成不利的影响。鉴于此,在使用油的过程当中,要求杜绝混合使用的问题。如果需要更换油,必须要将进行全面的分析,明确两种油的配方的差异性以及是否会产生不良的化学反应等。此外,代用油需要严格尊遵循既定的代用原原则,即是要求选用性能指标相似并且是同一类型的油。尤其需要注意代用油的黏度指标,要求前后所用的两种油的黏度差异<1.0%,并且代用油的黏度允许稍高于原来的油,而不允许低于原来的油,以满足“以高带低”的油代用基本原则。除此之外,还需要兼顾煤矿机械设备实际的工作环境以及温度等自然因素,综合考虑,进一步明确代用油的具体指标。
3选用具有针对性的油
正确选择油是保证煤矿机械设备正常运转的关键要素之一,也是油使用的重要前提条件,有助于充分发挥油的理想功效。在选择油之时,需要注意如下的几点问题:
(1)严格按照煤矿机械设备的实际情况
包括已使用的时长、具体的运行环境、机械设备的型号等基本参数选择具有针对性的油。例如:如果煤矿机械设备的正常使用时间在一年以上,可选择黏稠度较低的油。如果其运行环境粉尘量较大,可选择相对黏稠的油,以便形成强度更高的油膜。
(2)保证所选用的油的油脂品质合格
同时还要考虑到油性能指标方面的客观差异,包括油的闪点、倾点、针入度等具体参数。一般而言,油产品的外观包装会详细地列举出油的性能指标,煤矿机械设备的运维人员可将其作为参考。
(3)在选择油的过程当中
经济性也是不得不考虑的重要因素之一,要求选用物美价廉,并且性价比高的油产品,摒弃一味选用昂贵的油的传统做法,需要根据煤矿机械设备的实际情况而定,选择性能指标合格并且符合经济性原则的油。
2煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中存在的问题
2.1缺乏健全的煤矿机电技术管理体制
虽然国家强制要求煤矿矿井建立相应的机电管理技术体制,但是绝大部分的企业在煤矿生产过程中,没有健全的煤矿机电技术管理体制。例如,部分企业虽建立了机电管理体系,但是没有落实到真正的生产中,容易造成矿井管理秩序的混乱。另一方面,有些监督机电技术管理人员缺乏责任心,没有做到深入检查,发现不了问题,或忽略问题产生的危害性,导致生产上出现很多安全隐患和问题层出不穷。
2.2机电管理技术人才专业性不强
当前,缺乏专业的机电管理技术人才,是中国煤矿企业机电管理工作中存在的突出问题。电力设备管理人员缺乏专业的技能,且岗位人才流动性大,严重地影响了煤矿企业的发展。煤矿行业属于特殊性行业,工作环境恶劣、危险性大,劳动强度也大,若没有完善的人才管理机制,则吸引不了优秀人才。由此导致机电技术管理人员的整体业务素质下降,机电设备的保养及维修工作不完善,从而使矿井生产效率下降。
2.3煤矿机电结构系统问题较多
目前,中国机电结构系统还不够完善,主要表现在以下几个方面:机电设备老化且测试手段落后、机电设备配置不合理、机电设备负荷大等。而煤矿区本身就是一个安全隐患很大的场所,由于上述煤矿机电结构系统问题等问题,会导致水源排放、电力短路、瓦斯泄漏等,若不对煤矿机电系统结构进行完善,则出现的问题更多,严重威胁了中国煤矿企业的安全生产。
3加强煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中应用的具体措施
3.1完善煤矿机电管理工作制度
煤矿机电管理工作是一项综合性较强的工作,如何才能加强整体机电技术管理水平呢?首先,我们需要对管理工作中存在的问题进行系统分析,然后对相关问题进行调整和改进,提高对煤矿机电管理工作重要性的认识,从而使自身管理水平得到提高,具体需要做到建立和完善责任分配制度,清晰地划分管理岗位,加强对人力资源的管理,并执行严格的管理规定和标准,保证煤矿机电管理工作安全有序地进行。
3.2加大机电设备管理力度
有利于设备安全可靠运行设备安装质量,是煤矿机电设备运行安全的重要前提和基础保障,所以,保障设备安装的质量非常重要,那么,如何才能保障设备的安装质量呢?a)在安装时,制定科学、合理的作业规程,由现场主管工程师来进行审批,这样可以大大地避免安装过程中隐患问题的出现;b)要保障设备的安装质量,离不开管理人员的严格检查和验收,管理人员必须对质量进行严格检查,才能进行下一步工序的安装,这样才能确保整个质量安全。对于机电设备的现场检查,我们可以采用三种形式来开展:a)专业的检测人员定期和定时保质保量地对运行电缆、设备和其它小型电器进行全面检查,发现问题,立马解决问题;b)每月至少开展3次不定期检查工作,主要重点可放在电气设备及供电系统三大保护中,其具体措施,我们可以利用奖励法,对有发现问题的,可以给予相应的奖励;c)其它设备的相关人员应该做好日常的检查工作,对每日工作内容做到详细记载(如表1),做到每天来回巡回检查设备的运行状态,及时发现并解决相应的问题。
3.3提高机电设备管理工作的专业素养
好的机电设备,离不开专业人员的管理,其自身的专业技能水平直接影响了管理团队的水平。如定期举行相应管理技术的培训,促进企业内部管理人员技术素质的提升;与此同时,企业应该建立完善的人才激励机制,合理地调整制度,吸引更多的人才加入,提高人才评价的专业水平,实现企业人才的可持续发展。
2煤矿采煤工艺的主要技术
一般而言,井巷布置、开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯与火灾防治等是对深矿井进行开采的关键,同时也是煤矿井下开采生产技术所必须克服的技术难点,目前我国的煤矿井下开采技术有了一定的提高但仍有很多不足,这些问题的解决能够促进我国的煤矿井下开采技术有一个新的提高。
2.1巷道布置开采技术
巷道作为煤矿开采过程中的重要通道,它的合理性与安全性直接影响到煤矿井的工程能否顺利进行,也直接影响到煤矿井的开采成本的高低。所以,煤矿公司应该重视巷道的布置,应实地考察矿井,结合自身的井下采煤的方式,做出最合理的矿井巷道布置。在研究巷道布置的时候,应该充分考虑煤矿的开采技术的娴熟程度和该煤矿内的作业环境以及该矿井的地势情况,不仅能节约运输成本和节省工程时间,还有利于提高煤矿的工作效率。
2.2采场围岩控制技术
采场围岩控制技术对于我国的煤矿安全事业具有十分重要的意义,采场围岩的不稳定必然会造成采矿工作人员的安全隐患。在另一方面,结合现代化理论和分析法、计算测量技术,可以得出煤矿的地质结构情况。所以,应进一步完善围岩控制技术理论,这不仅能够保障煤矿开采的安全性,而且能将对煤矿采场的岩层情况置于掌握中,为井下开采提供便利。坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板是煤矿井顶板主要的两种类型。深孔预裂爆理技术、高压注水处理技术是最为常见的传统岩层处理方法,但是因为在实际运用中其繁琐的操作程序以及高成本费用的缺陷,与现在高技术、低成本的要求相悖,因此无法满足采矿工程所要求的标准而很少被运用。因此岩层顶板处理技术的革新和进步是十分重要的,是必然的趋势。
2.3“三下”采煤技术
“三下”采煤技术比较适用于保护村庄的情形,其主要是通过模拟数值计算以及模拟相似材料来进行各项填充技术与组合的填充技术,另外还包括村庄的房屋的加固以及重建方面的技术。
1)针对复杂的地表条件和目的层断层发育等勘探难点,进行满足叠加和偏移要求的采集参数和施工方案论证;
2)采集思路是采用小道距和较高覆盖次数最终设计8线3炮束状三维观测系统。主要参数为:5m×10m的CDP网络,覆盖次数提高到24次,道数768道,接收线数8条,接收道距10m,炮点距20m,炮排距80m,最大炮检距511.59m。
3)在现场根据复杂的地表条件,灵活设计特殊观测系统,既保证了设计观测系统的完整性,又能够减少野外施工的强度,保证了野外原始资料的品质。
地震数据处理的主要技术措施
1)静校正处理中,采用高程静校正、层析静校正、折射波静校正、EGRM静校正、初至波静校正的分析,最终确定了该地区静校正处理的流程。采用初至折射静校正;使反射波同相轴的连续性明显提高。为进一步消除由于地表不均匀性或其他因素给反射波带来的剩余时差,进行剩余校正,并在此基础上进行叠加速度信息,确保叠加剖面的质量。
2)由于时间方向的能量衰减、单炮之间的能量差异,采用了时间方向上的球面扩散补偿和空间方向上的炮间能量均衡进行处理;同时结合地表一致性振幅补偿方法,完成振幅补偿和能量一致性处理,保证资料在空间和时间方向上的能量一致性。
3)地表一致性反褶积可以解决地表条件变化导致的地震子波横向上的不一致问题,它有抗干扰能力强,对子波振幅有较好调整能力,但对振幅谱的拓宽能力(子波的压缩能力)有限。而预测反褶积对子波的压缩能力强。结合二者优势,本次处理采用了串联反褶积技术,先采用地表一致性反褶积,后进行预测反褶积处理;
4)目前叠后时间偏移方法很多,自有特点,但是叠后时间偏移方法总都要求速度横向不能剧烈变化;否则,叠后时间偏移很难给出精确偏移结果。为了选择最适合资料特点的偏移方法,我们对比不同的偏移方法,并与解释人员一起对比偏移结果,最终确定采用带匹配吸收层(边界)的三维叠后时间偏移方法进行偏移。在偏移速度场的构建方面,根据偏移归位情况调整偏移速度,使煤层的断点、断层刻画的更清晰。
三维地震资料的解释状况
2水平定向钻孔轨迹的基本要素
在实际开展水平定位钻孔轨迹设计操作、测量操作及数据信息处理的过程中,一般多选择钻孔轨迹L中的某一个测点作为研究的基础对象,其选择测点所相应的孔深、倾角与方位角,则被称之为水平定向钻孔轨迹的基本要素。依据相关理论,则测点数据信息仅表现了该点位置的空间位置,测点位置的切线则表示为钻进过程中的前进方向线,亦被称之为钻孔当前轴线,可以通过钻孔当前轴线、来表述测点附近一段钻孔轨迹。测量数据的处理操作与钻孔孔迹绘制,其对钻孔轴线的绘制,均是依据钻孔轴线进行操作的。为确保钻孔轨迹绘制及描述的准确性,要求对钻孔孔迹中存在的测点相应的孔深、倾角与方位角基本要素进行精确处理。在其基本要素中,理论孔深定义为:测点位置所具备的实际钻孔深度值,在近水平钻孔中,多指的是孔口位置到测点钻孔曲线之间的实际长度值,多采取钻杆进行测量,一般用L进行孔深记录;倾角:是指钻孔当前点的切线与水平面之间的最小夹角;方位角:是指钻扎当前点的切线在水平面的投影与北向(N轴)之间的夹角;设计方位钱:开孔方位线在水平面上的投影,代表钻孔深度廷伸主方向。
3煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法
本煤层预抽钻孔的布且形式预抽钻孔一般情况都布宜在煤层厚度大、透气性好、瓦斯含且高、煤层硬度较大的称定煤层中,这样不但有利于成孔和后期钻孔橡定,同时能够保证钻孔的高渗透性。有利于瓦斯的逸出。报据钻有利于瓦斯的逸出。报据钻孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布龙形式主分为走向和倾向布置两种形式。为了保证良好的抽放效果,不能使钻孔穿透工作面或从巷道穿出帆,在实施定向拐商钻孔前,孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布置戳主钻孔布t形式一般以走向或倾向平行布皿为主。在实施向拐夸钻孔后,可采用“一孔多分支”的钻孔布1形式。这样可在顺槽直接开孔,减少钻机椒运次数,提高钻进效率,同时起到“一孔多用”的效果。
4煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理方法
在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中,提出应用平均角法进行轨迹计算。为确保钻进轨迹描述的准确性,可以进行多点测量,降低两侧点间距,提高计算精度,这种方法计算简单,在实践应用中应用较为广泛。此外,在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中还可以采取平衡正切法。然而其方法应用精度偏低,为满足现场实际需求,本文提出应用Excel进行钻孔孔迹测量参数计算,并绘制钻孔轨迹图。Excel工具具备着强大的数据处理功能,通过测量仪器,收集测点深度、倾角与方位角等信息,通过Excel形式进行保存,采取相应的计算方式进行孔迹坐标计算,选择图表导出方式,直观获得钻孔轨迹水平及垂直投影。
二、基于4G通信技术的煤矿无线通信系统
(一)无线移动通信系统架构
针对当前煤矿生产对无线移动通信系统的需求,利用4G中的TD-LTE通信技术来实现高传输速率的宽带无线网络,建立信息化、自动化、智能化于一体的煤矿安全生产管理系统,打破当前煤矿系统安全生产局面,将煤矿井下传感器、视频等各类业务数据进行统一的网络部署,有效解决信息孤岛的问题,确保煤矿安全生产,从而提高煤矿的生产效率。因此,建立基于分时长期演进(TD-LTE)的宽带无线网络,由于基于4G通信技术的无线移动通信系统可以在频谱带宽20MHz下可以实现上行峰值速率和下行峰值速率分别为50Mb/s,100Mb/s,其接入时延可以小于100ms,如表1所示[3],表示4G通信系统与3G无线通信系统的对比,因此,采用TD-LTE无线通信技术不仅可以满足语音和数据业务的实时传输,也可以有效避免数据丢包、延时等问题。下面对基于4G通信技术的无线移动通信系统进行对比分析:1.基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络总体架构主要由基站、接入网关、BRAS及核心网通信构成,其中,核心网网元可以实现语音通信、数据传输及集群呼叫功能,其主要通过IMS+EPC+DSS集群模式来实现的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。将Femto/Pico基站应用于无线通信系统建设中,增强区域的覆盖范围,通过自身的传输网络统一接入到安全网关中,采用IPSEC的方式,以保证网络传输安全。当基站通过提供WLANAP来承载数据业务过程中[5],其也可以通过PDG直接接入网络来承载数据业务,为了确保提高高质量、高传输速率的数据和语音业务,则可以通过直接接入3GPP核心网来满足不同的产品需求,实现统一的业务活动,建立以SmallCell为基站的网管系统,从而实现下层无线网络通信系统与上层网管系统的对接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心网[6]。在系统中设置核心网,其主要作用是提供用户连接、系统管理、网络承载等功能,分析该系统的核心网系统AXUNiEPC-5[7],其主要依托电信级EPC核心网的优势来实现网元MME、PGW等功能融为一体的模式,该核心网实现了移动办公、遥感业务、监视控制及电子商务等基本业务,其可以为用户提供安全可靠的LTE接入。另外,核心网系统还利应用了IMS系统,其是一种全新的多媒体业务形式,其不仅可以满足多样化的多媒体业务需求,还可以实现LTE语音业务系统,并且DSS核心网可以实现LTE的集群呼叫功能,DSS与EPC相比,其都采用了ATCA架构,并且都可以实现设备小型化的核心网。4.建立综合应用无线通信系统平台。利用分布式高性能计算机框架架构来建立一个安全、可靠、统一的综合应用系统平台,为了构建灵活、适用强的处理平台,应在软件处理平台基础上增加分析处理数据的专用支持工具,如支持LTE、Wi-Fi网络和终端的基站系统[8],实现数据传输、视频及语音等各类业务,提供统一的数据存储及应用接口,从而实现自动化管理的应用系统。
(二)无线移动通信系统功能概述
1.调度功能。调度系统是煤矿生产的重要通信手段,生产调度员通过利用调度功能来统筹调度所有资源,并对煤矿生产中各种突发状况进行处理,以保证煤矿生产顺利进行。调度功能主要包括生产进程管理、煤矿生产流程整合及资源分配等功能。2.语音业务。其主要包括以下几种业务:第一,移动电话,其可以提供语音通信功能;第二,紧急呼叫业务,当煤矿井下的集群用户发起紧急呼叫,呼叫中心将会做出答复,其类似与电话业务,具有简单方便、快速的特点;第三,主叫号码识别显示业务,其主要功能是提供主叫用户号码给被叫用户。3.集群通信。为了实现用户之间的通信,利用无线集群通信系统来实现自动化的信息共享功能,与公众无线移动通信相比,无线集群通信系统不仅可以提供系统内部的全呼、组呼之外,还可以提高双向通话功能,通过建立优先等级呼叫和紧急呼叫功能,以满足煤矿生产安全部门指挥调度的需求。4.增殖数据服务。在增殖数据业务中,主要包括提供视频通话、物联网接入、手机终端定位、多种数据等业务,其中,对于视频通话,通过手机实时进行无线视频业务,以便于井上工作人员的判断和决策;数据网接入,通过利用3G通信技术来实现终端及无线传感器等接口的采集,并利用物联网提供终端接入;手机终端定位,即利用4G无线通信技术来实现语音通话及矿用无线通信手机终端定位,即通过操作人员携带的手机与基站之间的信号传输来获得操作人员在井下的信息,这样地面上的工作人员则可以通过计算机来了解井下工作人员的信息,其可以确保煤矿井下的安全生产,同时也可以提供实时信息;数据业务,为了满足煤矿井下多种业务对宽带的需求,实现高速分组无线数据业务,并通过智能手机绑定内部系统,实现信息、视频监控及安全生产实时监控等功能,将综合自动化系统应用于系统中,实现组态软件实时显示功能,当煤矿井下出现异常情况,系统将会提供自动报警提示功能。
1.2在煤矿提升、运输方面的应用煤矿提升、运输是煤矿生产中的关键环节,其工作效率直接影响着煤矿的生产效率,矿井提升机和带式输送机的使用正是机电一体化数控技术应用的具体体现。其中,矿井提升机能够实现全数字提升,而内装式提升机是一种典型的机电一体化设备,简化了机械的结构,将滚筒和驱动有机地连接起来,大大提升了设备运行的安全、稳定性;带式输送机是目前最主要的输煤设备,具有可靠性强、自动化程度高、输送量大、适合长距离输送等优点。
1.3在煤矿安全生产方面的应用煤矿的安全生产离不开监控系统的支持,良好的监控系统能够有效地避免煤矿安全事故的发生。煤矿矿井对监控系统的要求极高,必须保证系统时刻连通,保证随时能与工作人员联络,从而保证井下工作人员的人身安全。机电一体化数控技术在矿井监控系统中的应用,可以将系统主机内的数据库进行连接,利用局域网使其连成同步模式,由专用的通信接口负责主备机的监控工作,并利用专业的软件,对产生的数据进行整理和分析,同时实现了上传、检索、图形显示、打印等多项功能,为矿井监控系统的发展提供有力的技术支持,对煤矿的安全生产具有十分重要的意义。
1.4在其他方面的应用煤矿安全生产离不开井下支架设备,而机电一体化数控技术在支架设备中也有着广泛的应用。利用计算机系统与液压支架系统的充分结合,实现了成组自动移架和定压双向临架,有效地避免了支架与模板和顶板发生碰撞。目前,掘进机的电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱、矿用本质安全型操作箱、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的电气系统。
2机电一体化数控技术应用的相关建议
我国煤矿机电一体化数控技术与国外先进技术相比,仍然具有一定的差距,这就需要相关部门加大科研力度,加大对机电一体化数控技术开发的资金投入,提高我国机电一体化数控技术水平,提高煤矿机械自动化程度。另外,还可以大胆借鉴国外先进技术,根据我国煤矿行业的实际发展情况,制订符合我国煤矿企业发展的机电一体化数控技术的开发规划。随着我国煤矿机电一体化数控技术水平的提高,煤矿生产的效率、安全性等得到了全面的提升,但与此同时,也应该加强对煤矿工作人员的技术培训,使其能够熟练操作这些自动化机械,并且加强对机械设备的管理和维护,确保煤矿生产的安全与稳定。
2控制系统的设计
根据分析可知,带式输送机节能控制的关键是根据运量变化动态地调控带速,通过减少轻载和空载状态下的功率损耗来达到节约能耗的目的。该节能控制装置的接收来自仓位传感器的料位信号、带式输送机称重传感器的重量信号、速度传感器的速度信号,只要通过对上述信号进行逻辑判断,便可按照预定的程序智能地控制给煤量和输送机带速。控制系统是以S7-300系列PLC作为控制中枢,可实现仓位信号、带速信号、称重信号的采集,并利用PLC实现人工智能模糊控制,计算出精确的运行频率,通过调节变频器频率来实现对带式输送机速度的控制。同时,各级分站之间的信号传输以及通信功能均由PLC实现,带式输送机的各种保护功能也通过PLC程序控制实现。
系统预先设定煤仓额定容量的30%~80%为合理存煤量,在这个范围内,需要测量带式输送机实际运量Q,将测量值与设计值进行比较,并以设计的运量为准对带式输送机进行变频调速。当煤仓的实际存煤量超过额定上限时,系统自动发出存煤超限警报,采煤机按指令停机;当煤仓的实际存煤量超过额定容量的80%又未超限时,需要发出减少采煤量的信号,然后以设计运量为参考,通过调节输送带速度来调整实际运量;当煤仓的实际存煤量低于额定下限时,系统将发出带式输送机的停机信号;当煤仓的实际存煤量低于满容量的30%但未低于下限时,可减小给煤机给煤量,即减小带式输送机的实际运量;当实际运量满足低速运行条件时(本系统以低于设计额定运量的一半为低速运行条件),输送机将自动以设定的低速状态运行,最大限度地节约电能。
2PLC控制系统的运行原理
输入采样是PLC控制系统的基本环节,决定了控制效率。在输入采样时,用到的设备是扫描仪。该设备全方位地扫描作业面,然后将扫描信息储存起来,之后进行分析、处理。这份数据是单独存在的,不会受到后期扫描数据的干扰,所以,应妥善保存,以免其丢失。当输入采样完成之后,PLC控制系统将会利用梯形模式图分析扫描到的信息,以确定扫描用户程序,最后将处理结果显示在计算机界面上。此阶段需要注意的是,计算要有先后顺序,不能随意安排顺序。另外,还应保证输送到控制系统数据的真实性,以避免数据不准确对控制命令产生负面影响。同时,前面2个阶段的运行工作完成之后,就要转入数据刷新阶段。控制系统会总结前2个阶段扫描到的信息,并以结论的形式输出。
3PLC技术的应用
在安装主站时,要事先制订好设计方案,要保证煤矿机电设备安装路线新颖,不能沿袭之前的老套路。只有这样,才能充分发挥控制系统的作用。当线路安装好之后,直接将主站控制屏与机电设备相连接,以便于对其全面控制。合理布置信息数据收集设备,保证设备运行信息能及时被收集起来,这对于及时了解设备运行状况具有重要的意义。在带式输送机运行中,如果信息收集设备布局合理,就可以及时收集、分析和处理其运行情况,为之后的维修工作提供重要的数据支持。此外,还要合理设置PLC控制系统的报警信号。在煤矿开采过程中,经常遇到设备出现故障的情况,这时,就需要报警信号来提示,保证维修人员在第一时间内赶到,以保证设备的正常运行。传统的警报信号通常是由电铃或者蜂鸣报警器发出的,由于采煤现场的噪声大,信号不易被工作人员所察觉,所以,很容易延误了设备的维修。PLC控制系统采用新型的报警信号,并将其安装在集控启停设备中,由专业人员专门管理,当出现报警信号时,由他们处理,进而保证了避险的及时性,有效地减少了人员伤亡。PLC控制系统通常采用梯形图形完成程序的控制。该控制形式应用了简单的操作程序,所以,其使用简单,便于掌握,并且能随时切换,也就是说,它具有灵活性较高、对环境适应性较强的优点。此外,它还具监控功能。在煤矿机电设备运行过程中,能够全面监控,并全面掌控运行过程中出现的问题,比如发热情况、运行速度等。如果运行设备出现故障,那么,监控设施便会自动发出警报信息,尽快通知操作人员,有效地降低了设备出现故障的概率。另外,监控系统还具有自动记录的功能,可以全面记录机电运行中的情况,以便顺利完成日后的维修工作。在使用PLC控制系统之前,应了解与该系统有关的几组关键性数据,主要包括以下2点:①在实际运行过程中,将刷新频率设置为0.5s,以确保对该系统的有效控制。在绞车运转时,系统便会以0.5s为刷新时间,自动获取开关的触碰频率,并予以保存,之后再转换,以便准确计算绞车的运转速度。当绞车运转速度计算好之后,就要确定它的运转方向。绞车运转之后,同时使用2个计数器记录触碰次数,以便确定有效碰撞。通常情况下,在5s之内,2个计数器相互控制,以记录按钮2次变化的时间。由于绞车在接触之后会产生吸引力,使自身稳定上升,所以,要在5s内确定按钮启动次数,以此完成对绞车上升和下降的控制。②对运行环境的要求。PLC控制系统也有合适的运行环境,当环境温度在0~55℃时,能保证其高效运行;当温度高于55℃或者低于0℃时,系统就很容易出现故障,从而影响对煤矿机电设备的有效控制。比如,在低于0℃的环境下,PLC控制系统的运行速度将会降低或者出现崩溃的情况。所以,在控制煤矿机电时,应对适当控制采区的温度,尽量接近系统高效运行的温度。也就是说,运行温度在0~55℃之间,才能保证系统稳定、高效地运行。
引言
我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。
一、机电一体化技术的应用实践
1.1矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了Windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4,KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。
1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。
在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外,我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。
1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。
二、结束语
随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。
参考文献:
[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.
2、加强对设备的现场管理
(1)安装质量;机电设备能否安全运行,设备的安装作为其保证的第一个环节其重要性是显而易见的。针对安装环节,不仅仅着重于安装时的小心、谨慎安装前对流程的安排、以及安装前的审核、批准,这每一个环节都有可能发现问题、解决问题,而纵观矿难的发生十之八九的原因大多也都是出在细节上的,俗话讲“小心驶得万年船”从细节入手狠抓质量,这是一个成熟企业应该具备的特性。(2)提高设备的运行质量;首先,煤矿施工企业应该制定针对不同设备的,与之相符的检查制度,对设备进行科学的点检;然后,通过对机电设备的长时间观察,对其温度、振动等数据进行科学的整理,并以此为基础建立科学合理的点检表,这样除了有助于对机电设备的工作状态有一个更清除的了解外,一旦发现故障也能更快更准确的找到故障的张铭良郑州煤炭工业(集团)工程有限公司河南郑州450043根源并做出解决。最后,确保点检工作科学有效的进行,技术人员也要对设备进行跟踪调查,及时检查、维护、维修并制定相应的点检周期。(3)提高对设备检修的质量;对于已经发生故障的设备在处理时一定要遵循下列步骤。首先,在对设备停产检修之前严格的制定相关检修计划报告,待相关部门的审核通过之后,再进行检修,检修完毕之后还要对设备进行全面的、系统的调试运转;其次,加大力度,尽量确保每台设备的检修都有专门的人负责,落实到实处的责任制也能从另一方面提高技术人员的责任心;每一个环节,环环相扣,发挥多个部门的协调作用,也能减少在工作中的纰漏。
3.有针对性的建立健全规章制度
在机电技术管理中为了达到预防煤矿安全事故的目的,应该运用各种合适有效的手段,针对各个不同的岗位制定出相应的规章制度和相应的操作手段。对以前发生过的安全事故要进行总结,以此增强企业的安全防患意识,从业人员也可从其中得到教育;严格落实既已制定的规章制度,对于生产、管理中出现的违规行为,要进行严厉的惩处;从制度上保证煤矿的安全生产,最大限度的限制安全事故的发生。
4.更新设备,严把设备检验
在已发生的煤矿企业生产安全事故中,由于机器的老化所诱发的安全事故屡见不鲜;针对这一点我们应该做到最设备及时的检查更新,一旦发现过于陈旧、或者带病运转的机电设备时,应及时的进行更换,为安全生产打下坚实的基础;其次在设备和配件的选择时尽量的选择拥有产品合格证的定点生产厂家所生产的产品。最后,对于变压器和电器插件等一系列专业性要求较高的产品应该首先在通过专门实验室的标准检测合格之后才能正式投入使用,最大化的确保机电设备的安全入矿。
5.有针对性的建立机电管理机构
煤矿施工企业所用到的设备具有品种多、各个设备专业性强的特点。为实现对设备的妥善管理,应该根据不同设备的不同属性去建立管理机构;这也是检验煤矿企业是否正规的一个重要因素。首先,在人员配备、体系结构和组织形式方面的设置应该做到因地制宜、量材使用避免模式的单一。其次,对于区域较大的煤矿应该专门设立相应的机电管理科,对该区域内的机电工作、设备管理统筹分化,进行统一的管理、调度;相反对于区域较小的煤矿则可以采取机电管理科和工作区合并的方式,这样不仅对工作内容进行了详细,也较大的节约了人力资源。