電氣新技術(shù)在礦山企業(yè)中的應用探討

摘 要：現(xiàn)代電氣新技術(shù)在礦山企業(yè)生產(chǎn)中的作用越來越重要，已逐漸發(fā)展成為推動礦山經(jīng)濟發(fā)展和競爭力的核心動力。文章通過對礦山生產(chǎn)中現(xiàn)代電氣新技術(shù)的應用分析，探討礦山企業(yè)中電氣技術(shù)應用與發(fā)展的實踐意義。

關(guān)鍵詞：電氣；礦業(yè)；自動化；變頻

引言

我國是礦業(yè)生產(chǎn)大國，除少數(shù)大中型礦山具有部分自動化裝備外，多數(shù)礦山存在自動化水平低、能耗高、效率低及勞動強度大的突出問題。解決這些問題的重要方法就是通過大力引進現(xiàn)代電氣技術(shù)的應用研究，逐步全面實現(xiàn)礦山生產(chǎn)電氣自動化。目前，礦山電氣技術(shù)應用主要針對電機控制、設備監(jiān)控、節(jié)能降耗等內(nèi)容，通過自動化技術(shù)、軟件技術(shù)及信息技術(shù)等相關(guān)理論，實現(xiàn)機電設備及相應配套設施的自動化控制。礦山電氣新技術(shù)的應用，通過提高工作效率、改善勞動條件及節(jié)能減排等，提高礦山技術(shù)經(jīng)濟指標，保證礦山企業(yè)的良性發(fā)展。文章將從變頻技術(shù)，PLC技術(shù)，遠程監(jiān)控技術(shù)以及電氣節(jié)能技術(shù)等方面，對電氣新技術(shù)在礦山企業(yè)中的應用進行探討研究。

1 變頻技術(shù)在礦山中的應用

變頻控制技術(shù)應用，其基本原理是利用電力晶體管的通斷特性，將工頻轉(zhuǎn)換為既定頻率，實現(xiàn)電機的變速及制動，使工作效率得到大幅提升。變頻技術(shù)作為電機控制中的重要應用之一，它不僅可通過改變晶體管通斷換相，控制電機轉(zhuǎn)向；同時，由于變頻器自帶過流、過壓及過載保護，對電機能起到很好的保護效果，避免電機燒毀、人員傷亡事故等的發(fā)生；而且在一些電機驅(qū)動的輸送現(xiàn)場，輸送帶的加減速時間可由變頻器事先設定，有效保證傳送過程的平滑穩(wěn)定。

目前，變頻技術(shù)在一些礦山電氣控制中已具有一定程度的應用，且以礦區(qū)通風設備中的應用較為典型。采礦作業(yè)需連續(xù)保障通風條件，并要根據(jù)不同工時的要求調(diào)節(jié)對應風速，以達到不同工況下的空氣循環(huán)要求，并且隨著采礦作業(yè)的不斷深入，井下空間增大對空氣壓力和流速的需求更高，故通風效果調(diào)節(jié)的關(guān)鍵是通風電機功率的調(diào)節(jié)。采用變頻控制，可根據(jù)實時采礦進度，對風速進行對應節(jié)點調(diào)節(jié)，不僅可實現(xiàn)通風環(huán)境的智能化控制，而且可有效的降低通風機的工作強度，延長通風機工作壽命；此外，在通風機的控制裝置中安裝變頻軟啟動功能，可防止啟動電流過大帶來的電流沖擊，有效降低通風機啟停階段的事故風險。

隨著國內(nèi)電力電子及電氣自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)涌現(xiàn)出越來越多的先進變頻控制技術(shù)成果，而變頻技術(shù)在礦山企業(yè)中的應用也必將會有更廣大的空間。

2 PLC技術(shù)在礦山中的應用

由于礦山工作環(huán)境特殊，特別是在現(xiàn)代化礦山的建設進程中，對機電設備在可靠性、自動化程度及易維護性等方面具有更高要求，傳統(tǒng)繼電器控制方式已不能適應控制要求。相比于繼電器及其他自動控制技術(shù)，PLC技術(shù)具有其獨特的優(yōu)勢：可靠性高、壽命長，具有自診斷功能，且抗干擾能力強，編程語言簡易普及，現(xiàn)場調(diào)試極為方便。伴隨著電子技術(shù)、軟件技術(shù)及自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，PLC以其高性能、低成本等特點，正成為自動化領(lǐng)域中一種重要的控制技術(shù)。

隨著PLC產(chǎn)品的不斷發(fā)展更新，PLC技術(shù)在礦山機電控制中的核心地位日益凸顯。目前，隨著計算機技術(shù)與PLC技術(shù)結(jié)合應用的不斷發(fā)展，已出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越、智能化水平更高的PLC電氣控制產(chǎn)品，并已逐漸應用到工業(yè)生產(chǎn)中，而PLC技術(shù)在礦山電氣控制中的作用也將越來越重要。

3 遠程監(jiān)控技術(shù)在礦山中的應用

采礦作業(yè)工作環(huán)境艱苦惡劣，部分區(qū)域甚至存在安全隱患，給生產(chǎn)效率提高與安全作業(yè)保障上帶來較大困難，這在礦山現(xiàn)代化建設進程中也是急需解決的一大課題。對此，通過采用遠程監(jiān)控技術(shù)，對礦山機電設備開展遠距離智能化監(jiān)測管理，可大大減少人員投入，有效保證企業(yè)安全生產(chǎn)。目前，一些先進的遠程監(jiān)控技術(shù)也已逐漸應用在礦山設備管理系統(tǒng)中，其應用有效地幫助了礦山安全開采工作的開展，較大程度上促進了生產(chǎn)效率的提高。

目前國內(nèi)多數(shù)礦山開采工作量較大，開采面分散，作業(yè)時間長，不僅需要對單一的設備進行遠程控制，還需要一套對各機電設備運行狀態(tài)進行全局監(jiān)測的控制方案。GIS控制技術(shù)應運而生，成為了近些年來遠程監(jiān)控技術(shù)在礦山中應用研究的重要課題。GIS遠程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，是將監(jiān)控終端安裝在各類礦山設備上，對機電設備電量、功率、位置、圖像等信息進行實時采集，發(fā)送至數(shù)據(jù)處理平臺后，管理人員即可隨時對機電設備的實際情況進行監(jiān)測控制。GIS初始只應用于礦山資源的分析與評估上，近幾年，GIS控制技術(shù)不斷創(chuàng)新完善，在礦山設備管控工作中也逐漸得到應用，已具備了一定的控制與管理礦山設備定位和定量的能力。

當前，許多先進工業(yè)控制技術(shù)正在快速發(fā)展，遠程監(jiān)控技術(shù)也有著廣闊的發(fā)展前景，在未來將更加廣泛地應用于礦山機電設備的每一個領(lǐng)域內(nèi)，在礦山管理中將占據(jù)愈加重要的地位。

4 電氣節(jié)能技術(shù)在礦山中的應用

我國大中型礦山，均是耗能大戶，普遍存在電氣能耗高、節(jié)能措施缺乏、節(jié)能技術(shù)落后等問題，加大電氣節(jié)能技術(shù)的應用力度，對于在進一步提高礦山企業(yè)電氣節(jié)能技術(shù)水平以及節(jié)能減排上，具有積極的現(xiàn)實意義。目前其主要應用包括無功補償節(jié)能和變頻調(diào)速節(jié)能。

礦山設備中，風機和水泵消耗功率較大，采用變頻調(diào)速控制，可降低能耗，使節(jié)電率能達到20%～50%。以變頻調(diào)速技術(shù)在水泵中的應用為例，采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以根據(jù)流量的實時變化來調(diào)節(jié)水泵的電機轉(zhuǎn)速，一定流量下，只需要輸入既定功率，即可獲得較好的節(jié)能效果。實踐數(shù)據(jù)證明，采用變頻調(diào)速可使水泵功耗降低15-20%，從而達到節(jié)能的目的。

礦山電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)、變壓器及一些大功率電機正常運行中會產(chǎn)生無功功率，對電力線路和變壓器造成功率損耗。通過無功補償技術(shù)，可減少電網(wǎng)及變壓器無功功率。除了電網(wǎng)電源可進行無功補償，礦山中數(shù)目較多的大功率異步電動機也可采用無功補償降低電能損耗，異步電動機的功率因數(shù)一般比較低，即使在功率因數(shù)很高的情況下仍然會產(chǎn)生附加的無功損耗，一般在配電室統(tǒng)一安裝電容器柜進行補償。可見，在礦山供電系統(tǒng)及電機電源系統(tǒng)中配置無功補償，可提高功率因數(shù)，節(jié)省電能消耗，為企業(yè)節(jié)省大量資金，提升經(jīng)濟效益。

隨著市場競爭的加劇和礦產(chǎn)資源的不斷減少，我國的礦山企業(yè)除了提高生產(chǎn)效率，還應該對資源進行充分的利用，加大電氣節(jié)能新技術(shù)的研究應用力度，最終促進企業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

現(xiàn)代電氣新技術(shù)在礦山生產(chǎn)過程中的應用，不僅在降低礦山企業(yè)生產(chǎn)成本和提升企業(yè)的核心競爭力上具有非常重要的意義，對促進電氣自動化行業(yè)和礦山企業(yè)的發(fā)展也尤為重要。礦山企業(yè)要不斷探索電氣新技術(shù)在本企業(yè)中的實踐應用，不斷提升企業(yè)自動化水平，最終促進我國礦山企業(yè)實力的提高，實現(xiàn)我國支柱型經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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