煤礦機電設備的安裝與使用管理

摘 要：隨著科學技術的發展，新型機電開采設備的開發和應用越來越廣泛，在煤炭開采環節使用機電設備不僅能夠提升開采工作的整體效能，而且在具有較大開采作業難度的區域，機電設備還可以代替人工操作，直接降低了人員開采作業的風險。機電設備功效的發揮要以安裝和使用的規范性操作作為基本實現條件，煤礦開采企業要想進一步提高開采作業效能，將機電設備的功效發揮到最大化，就必須重視對煤礦機電設備的安裝和使用的科學管理，以此保障機電設備的正常運轉，為企業創造更大的經濟效益。文章對各項主要的煤礦機電設備的安裝與使用管理進行了詳細的介紹，以供煤礦機電管理人員參考。

關鍵詞：煤礦機電設備；變頻器；線路管理

社會經濟的高速發展使得各行各業對于煤炭資源的需求量不斷攀升，煤炭作為我國主要的能源來源之一，在工業生產中充當著十分重要的角色。提高煤炭資源的回收率，提高煤礦企業的效益，需要煤炭開采機電設備作為強有力的后盾支持。煤礦機電設備的安裝包含多項內容，且每一項設備的安裝都有各自的操作技術難點和注意事項，因此，需要加大對設備安裝的綜合管理水平，以確保設備安裝的質量。機電設備的使用過程也要遵循基本的操作規范和技術流程，一旦出現違規操作現象，將會對設備造成不良的影響，進而延誤整個煤礦開采進度。

1 機電設備管理的重要性和主要存在的管理問題分析

煤礦開采作業環境惡劣，井下情況復雜多變導致其在開采過程中具有較高的危險性，對開采人員來說也具有相當大的挑戰，在開采作業中使用機電設備將有效解決這一問題，提升開采作業的安全性，為此，企業應該在煤炭開采過程中重視對機電設備的安裝與使用管理，保障開采作業的有序進行。

目前，在我國煤炭開采行業主要存在如下問題制約著該行業的發展。首先，煤礦企業管理者對于機電設備的安裝使用的管理意識不強，設備存在不同程度的老化和年久失修的狀況，一些設備缺乏定期的檢修和保養，還有一些設備超負荷帶病運轉，與此同時，企業管理者對于設備更換和維修資金的投入量不足，使得設備無法實現安全高效運行，一旦設備完全停運，將給企業帶來巨額的經濟損失。其次，我國煤礦開采企業的管理者多數還停留在傳統的管理理念層面，對煤礦機電設備實行粗放式管理，在企業內部不重視設備的統一安裝，使用和管理，而且還存在多種類多品牌設備混合使用的問題，不僅使開采作業缺乏統一性，也不利于設備的使用和管理，因此，企業要想提高設備管理的規范化和統一化，就要在企業內部構建完善的機電設備管理體系，完成標準化管理體系建設。再次，機電設備的安裝和使用需要根據設備的型號和種類來區別對待，不能將大型設備和小型設備的安裝或使用混為一談。而在實際開采作業中，設備安裝和使用者往往缺乏專業的技術知識，在設備安裝時不能按照正確的流程操作，在使用時對設備的操作也缺乏科學性，致使機電設備的使用效能大大降低，甚至還會對設備造成嚴重損壞，這一點是煤礦開采企業管理人員所要重點管理的范疇。

2 常見的變頻器干擾源分析

對于煤礦機電設備來說，變頻器是主要的設備部件，變頻器可以將電網系統中的交流電先轉化為直流電，再通過電流的內部轉換，使其變成符合煤礦開采設備使用條件的交流電，為電動機提供電能。在煤炭開采過程中，變頻器的使用較為廣泛，幾乎所有煤礦的機電設備都會使用到變頻器，在變頻器使用過程中，經常會受到外部干擾源的干擾，對變頻設備造成損壞，影響電動機的正常運轉。常見的變頻干擾源主要有如下幾種：

2.1 整流橋

整流橋有全橋、半橋之分，均是通過二極管或晶閘管來構建成整流電路，在高壓狀態下可維持線路電流的穩定傳輸。而變頻器的整流橋是一種非線性負載，非線性負載處于電網中時會造成諧波，并對控制系統內的其他電子、電氣設備造成很強的干擾，如：信號無法正常接收會影響到操控指令的執行。

2.2 諧波

諧波是電力控制系統的常見危害，其能夠破壞整個電網線路的正常運行，造成線路信號傳遞受阻。變頻器諧波造成的干擾來源于脈沖寬度調制技術的使用，這種工作模式會遇到高速切換的狀態，從而產生過多耦合性噪聲，當噪聲超過標準范圍后，對變頻器的調頻信號是很大的干擾因素。

2.3 電網噪聲

電網自身的噪聲也會成為變頻器干擾來源。從根本上來說，電網噪聲同樣是由于諧波引起。電網控制系統連接了多樣電力設備，如：整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備等，設備運行負荷超載時易導致電壓、電流突變，對電網設備的穩定性帶來信號干擾，破壞了變頻器的信號傳輸。

2.4 供電電源

供電電源是變頻器日常運作的基本要素，若電源部分受到外在因素干擾也會帶來電磁干擾現象。如：供電裝置在持續供電時遇到交流電網，經過30s左右的時間則會有電磁干擾出現。此外，供電電源的過壓、欠壓、斷電等問題也是變頻器干擾的來源之一，對變頻器的變頻操作造成不便。

3 變頻器抗干擾的管理措施

社會經濟的高速發展，煤礦企業在電網建設中使用變頻器之后，必須要對電磁干擾問題進行及時處理，以保證煤礦企業生產設備的順利運轉。結合變頻器電磁干擾產生的主要來源及干擾途徑，在電網建設或改造中采取的抗電磁干擾措施要圍繞諧波、噪聲、電源等重點因素展開。筆者根據自身工作經驗，制定了以下幾點抗電磁干擾的措施。

3.1 濾波

變頻器是利用調整電動機工作電源的頻率對交流電動機的轉速進行控制的設備，在電源頻率傳輸階段會出現異常諧波而引起干擾。對變頻信號傳輸過程中設置過濾環節可提前檢測異常問題并消除濾波，以避免變頻器受到電磁干擾的破壞。

3.2 隔離

隔離是為了將變頻器的電磁干擾與其他線路進行隔離，以免對正常煤礦電器設備造成異常干擾和損壞。一般情況下，變頻器的干擾隔離處理是在電路上完成的。如：利用電子儀器檢測發現異常后，可對電路及時改造調整，把干擾源與其他線路分隔開。隔離干擾源的主要方法是利用電源隔離變壓器或噪聲隔離變頻器。

3.3 屏蔽

直接對電磁干擾來源進行屏蔽處理，這是減小變頻器受損的最佳方案。從變頻器的結構形式分析，屏蔽電磁干擾的關鍵在于對信號線路的調整。通常變頻器產品結構里配備了鐵殼屏蔽措施，但在線路上還存在不足。如：對于輸出線路的干擾屏蔽，應減小信號線路的長度，同時信號線要使用雙芯屏蔽，從而增強了控制系統設備的抗干擾性能。

3.4 接地

接地常用于噪聲引起的電磁干擾，對電網早期接地線路調整即可發揮這一作用。通常變頻器的接地采用多點接地、一點接地、母線接地等方式。設計人員在選擇接地方式時要根據控制系統的實際要求，利用良好的接地來控制噪聲的耦合，經過改造之后變頻器抗干擾 性能會得到明顯的改善。

3.5 安裝

變頻器的安裝環境和運行條件對其性能發揮及壽命有較大的影響。變頻器的可靠性在很大程度上取決于溫度，由于變頻器的錯誤或不合適的固定方式，會使變頻器產生溫升，從而使周圍溫度升高，這可能導致變頻器出現故障或損壞等意外事故。另外由于煤礦使用的變頻器大多數是處在井下惡劣的生產環境當中，灰塵污垢將導致觸點產生誤動作故障，由于灰塵污垢的積聚引起絕緣性能降低，濕氣的吸收導致冷卻效果的降低，因此需安裝在防灰塵、污垢的配電柜當中。由于變頻器不是防爆結構的設備，因此，在井下使用時必須安裝在防爆配電柜當中。

4 重視日常設備使用管理工作

煤礦生產效益的好壞離不開人員管理因素，將現場機電設備的管理工作落實到位是企業管理者的責任。機電設備能夠維持正常運轉狀態從很大程度上要歸因于日常機電設備的管理和維護，只有在各項開采作業環節中將機電設備管理工作落到實處，才能發揮機電設備的最大功效。在機電設備管理中，要實行人員和部門負責制的管理方法，對設備使用的全流程進行管理監控，同時還要結合設備操作要求對設備管理人員以及操作人員進行培訓和管理，提升各類人員操作和管理設備的技能水平。

4.1 定崗定員、優化管理，確保礦井安全

煤礦實際工作中，對各個工作面的生產、運輸巷道的機電設備按單臺設備、系統、機組為單位，由各生產區（隊）根據工作任務量、設備運行距離、運行責任大小等劃分責任區，分解到各個班組和個人，實行班組或個人包機制。

4.2 定期維護，做到日檢修，確保設備的運行質量

設備的優化維護，可以緩減設備零部件的磨損，減少維修工作量。在煤礦日常生產中，由于不確定因素諸多，導致機電設備的運行強度大，所以在維護保養時首先要注意工藝化，根據設備特點，研究從哪個部位開始，并將檢查部位和項目編出序號，制訂出一套完整固定的檢查程序。

4.3 建立健全各種規章制度

制度是一種約束機制，是指導職工如何開展工作的尺度，只有制度完善、管理到位、責任到位，才能保障機電設備的正常運轉。而安全生產責任制是企業最基本的一項安全制度，是企業所有安全生產管理制度的核心。因此，為貫徹落實安全生產方針，必須嚴格落實生產責任制、工種崗位責任制、事故責任追究制等，實行安全工作人人管理，讓每個人、每個部門、每個單位都要負起職責范圍內的安全工作。

5 機電設備線路的自動化管理

近年來我國對配電網系統進行了大范圍的改造，分段器憑借其優越的故障處理功能得到了廣泛的運用，大大促進了配電網系統的自動化水平。分段器在煤礦機電設備運行期間可以自動監測異常信號，故障發生后可快速轉移、隔離，以免對機電設備造成損壞。饋電線路自動化是煤礦設備線路改造的新模式，分段器的運用對煤礦機電設備線路段的自動化管理有著重要的作用。

5.1 監測異常

饋電線路在傳輸信號時會受到外界因素的干擾，導致線路傳輸流程受到阻礙，情況嚴重時會影響配電網系統的運行效率。如：配電網通信設備在接收信號時，常會由于線路穩定性不強而造成信號減弱。分段器用于配電網饋電線路自動化之后，其能夠在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關設備。對于永久性故障問題，分段器能在故障時自動切斷線路，有效隔離故障后保護系統的正常運行。

5.2 記錄故障

對常見的饋電線路自動化故障，分段器也具備了較好的記錄功能，通過對異常信號的記錄收取，為相似故障的處理提供了可靠的依據。如：當分段器對某一故障未能徹底結束分合操作時，饋電線路故障會被其他保護裝置隔斷，而分段器依舊處于原先的整定狀態。分段器對這一故障流程的記錄，能為后期故障提供詳細地處理進行指導。對于故障處理中的數據及信號，分段器也能準確地進行判別。

5.3 自動分閘

自動分閘對饋電線路自動化故障具備檢測、定位、轉移等多項功能，主要是為了將饋電線路故障進行及時斷開，避免對其他設備造成不利的影響。自饋電線路自動化模式在配電網系統廣泛運用后，各種設備之間的協作運行效率更高，一旦某一個設備出現故障則會影響到其他設備的性能發揮。分段器自動分閘功能可以對故障進行快速定位，給故障維修人員的處理提供了可靠的依據。

6 結束語

對煤礦開采機電設備的安裝和使用，實行有效的管理措施是保障設備正常運轉的關鍵。但新型機電設備的開發和使用給企業管理者帶來了不小的挑戰，如果采取行之有效的使用管理措施，也會提高企業開采的安全性，實現了高效開采的目標，為企業創造了客觀的經濟效益。因此，企業管理者要不斷更新傳統的管理理念，加大對機電設備的綜合管理力度，為井下開采人員創造一個有利的作業環境，確保開采作業的安全性。

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