電氣自動化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

張曉東

（榆林神華能源有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000）

效益和效率是煤礦生產(chǎn)的根本目標(biāo)，如今煤礦生產(chǎn)規(guī)模在逐漸加大，對其技術(shù)水平也有了越來越高的要求，以便能提高煤礦生產(chǎn)的控制能力。基于這一形勢，強化電氣自動化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用則有利于保證煤礦生產(chǎn)的安全。目前，自動化技術(shù)在逐步提升自身所涉及的操控精密程度及智能化程度，自動化技術(shù)逐漸向功能多樣化、知識密集化和集成化方向轉(zhuǎn)變。目前，電氣自動化技術(shù)有四個核心技術(shù)，包括計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)，煤礦生產(chǎn)企業(yè)在應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)方面不得脫離這四個核心技術(shù)的支持。無論是現(xiàn)在還是未來，煤礦企業(yè)的特殊工作環(huán)境已經(jīng)決定了電氣自動化控制技術(shù)是煤礦生產(chǎn)中不可缺少的一部分。

1 煤礦生產(chǎn)電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用的特點

煤炭行業(yè)是我國一個較為特殊的行業(yè)，煤炭作為不可再生能源資源，所以開采過程也非常復(fù)雜，是一項大工程。在井下綜合開采時要應(yīng)用到多種設(shè)備，比如，刮板運輸機、采煤機、帶式輸送機、刨煤機等。通過應(yīng)用這些自動化設(shè)備，不僅能采掘豐富的煤炭資源，還能在一定程度上提高礦井的生產(chǎn)能力，也使煤礦的生產(chǎn)條件得到改善。所以，在整個過程中都離不開電氣自動化控制技術(shù)。由于集成、綜合是電氣自動化控制技術(shù)的主要特點，同時該技術(shù)又將技術(shù)、儀表、PLC 等多項內(nèi)容匯總到一起，所以為煤礦生產(chǎn)所提供的控制服務(wù)也是多樣化的，在提升煤炭價值的同時也為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大效益。

煤礦生產(chǎn)對自動化控制技術(shù)一直都有較高要求，可以在多個方面應(yīng)用，將技術(shù)的綜合控制優(yōu)勢發(fā)揮出來。煤礦生產(chǎn)中所應(yīng)用的電氣自動化控制技術(shù)可以分為兩部分，即硬件、軟件，在電氣自動化系統(tǒng)內(nèi)將其有目的地引入進(jìn)來，負(fù)責(zé)監(jiān)督與控制，使煤礦生產(chǎn)中的安全問題、效益問題得到解決。電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，促使電氣設(shè)備保持穩(wěn)定性并提高設(shè)備的工作能力，也促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的效率進(jìn)一步得到提高。近年來，煤礦生產(chǎn)依托于電氣自動化控制技術(shù)，還提出了智能化發(fā)展理念，給電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用帶來壓力，促使煤礦生產(chǎn)朝著智能化方向發(fā)展。如今，我國煤礦生產(chǎn)中的供配電基本實現(xiàn)了智能化，但是其安全性仍要靠電氣自動化控制技術(shù)來維護(hù)。由此可見，電氣自動化控制技術(shù)已經(jīng)成為了煤礦生產(chǎn)中一個重要的組成部分，既能使煤炭生產(chǎn)環(huán)境得到改善，還有利于煤礦生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量的全面提高。

2 電氣自動化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1）采煤、運輸過程中的電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用。煤礦企業(yè)從20 世紀(jì)80 年代后大幅度提高了產(chǎn)量，對煤礦生產(chǎn)中的采煤過程來說，受采煤環(huán)境的影響，一般都有較高的層次化要求，開采時遵循著由厚向薄的原則，并且在開采要應(yīng)用到電氣自動化控制技術(shù)。在具體控制中，主要形式為遠(yuǎn)程控制，這樣能準(zhǔn)確監(jiān)督采煤的全過程，還采取遠(yuǎn)程發(fā)送指令的形式，既監(jiān)督操作又能控制采煤過程。總之，電氣自動化控制技術(shù)可以根據(jù)煤層厚度來制定可行性開采方案，有效調(diào)整功率，保持高效率的采煤狀態(tài)，降低能耗。

目前，我國大部分大中型煤礦都采用膠帶運輸設(shè)備作為井下煤礦的運輸設(shè)備。膠帶運輸設(shè)備的運輸監(jiān)控系統(tǒng)促使煤礦運輸?shù)母咝约鞍踩远嫉玫綐O大提升，隨著以后廣泛應(yīng)用計算機技術(shù)和PLC 技術(shù)，再加上DCS 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)緊密結(jié)合起礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)，促使大幅度提升了煤礦監(jiān)控技術(shù)水平。在此之后，國內(nèi)一些相關(guān)高校還發(fā)明了膠帶機全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率來說，具有極大的促進(jìn)作用。投入使用計算與工業(yè)電視焦點集中監(jiān)控系統(tǒng)，極大程度上推動我國煤礦事業(yè)發(fā)展，然而這其中也有不足存在，比如，安全性能的欠缺致使難以滿足生產(chǎn)需求。我國當(dāng)前所生產(chǎn)的新型脈沖調(diào)速裝置采用的多是晶閘管器件構(gòu)成斬波器。大力推廣這項新技術(shù)，促使高效率的斬波器幫助煤礦運輸設(shè)備提升安全性和生產(chǎn)效率，以計算機和PLC 技術(shù)為核心的新型系統(tǒng)也由此誕生。伴隨著變頻技術(shù)的更新發(fā)展，以及投入使用交頻同步拖動調(diào)速系統(tǒng)，從而促使煤礦生產(chǎn)技術(shù)越來越成熟。目前，先進(jìn)采煤企業(yè)和國家大多數(shù)都是將PLC 技術(shù)作為提升機電力控制方面的核心技術(shù)，有助于提升機的安全保護(hù)產(chǎn)品向標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變。

（2）煤礦機械中的電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用。應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)的主要目的是考量相關(guān)機械設(shè)備的運行效率，進(jìn)而對設(shè)計方案進(jìn)行改良，以確保煤礦機械處于高效的工作狀態(tài)，比如，電氣自動化控制技術(shù)對液壓設(shè)備、采煤機等改良后，再將它們投入煤礦作業(yè)中，控制狀態(tài)更趨于穩(wěn)定，還推進(jìn)了采煤作業(yè)的自動化發(fā)展。例如，煤礦生產(chǎn)中的液壓系統(tǒng)，在電氣自動化控制技術(shù)的作用下，可以保證其穩(wěn)定性，彰顯高品質(zhì)的液壓控制。總之，在煤礦作業(yè)中，正逐漸擴大電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍，并且技術(shù)也越來越成熟，自身優(yōu)勢被充分發(fā)揮出來。

（3）排水系統(tǒng)中的電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用。電氣自動化控制技術(shù)被應(yīng)用于煤礦的排水系統(tǒng)中，主要是為了排水系統(tǒng)控制能力的提高，使自動化朝著更好的方向發(fā)展。以實際操作中的案例為根據(jù)，將該技術(shù)在排水系統(tǒng)中的作用充分發(fā)揮出來，分析在排水系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。第一，以實現(xiàn)排水系統(tǒng)無人操作為目的，并且根據(jù)系統(tǒng)對水量的要求，科學(xué)合理的去調(diào)整水泵的工作狀態(tài)，進(jìn)而能提供及時的自動化調(diào)度服務(wù)，將水泵調(diào)至到變頻狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能效果；第二，做好自動保護(hù)工作，排水系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中面臨的危險較高，電氣自動化控制技術(shù)可以有效監(jiān)測排水系統(tǒng)的狀態(tài)，能夠做好負(fù)壓、過載等預(yù)防工作；第三，采集排水系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，迅速將它們發(fā)送到控制中心，利用電氣自動化控制技術(shù)來掌控排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并對其合理調(diào)節(jié)。

（4）監(jiān)控系統(tǒng)中電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用。如今，安全監(jiān)控系統(tǒng)被很多大中型煤礦企業(yè)應(yīng)用其中，同時還分別配備了斷電儀、瓦斯遙測儀、風(fēng)電閉鎖裝置、紅外線自動噴霧裝置等，應(yīng)用這些設(shè)備使煤礦井下作業(yè)的安全性得到了保障，也滿足了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)需求。但是也要注意到不足之處，由于與這些安全設(shè)備配套的傳感器使用壽命短、種類不多，又有大量的日常維護(hù)工作，這幾方面原因就對煤礦生產(chǎn)的可靠性造成不利影響，難以保障監(jiān)控系統(tǒng)的工作順利進(jìn)行，也難以提高系統(tǒng)的利用率。因此，今后的發(fā)展過程中，發(fā)展和改造電氣自動化控制設(shè)備就成為重點，以此確保煤礦的安全生產(chǎn)。

（5）通風(fēng)系統(tǒng)中電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。在煤礦生產(chǎn)中，通風(fēng)系統(tǒng)是一項必不可少的內(nèi)容，能對煤礦生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，從而為煤礦生產(chǎn)提供安全條件。電氣自動化控制技術(shù)主要是將可控制的軟件引入煤礦通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)，對通風(fēng)系統(tǒng)的運行實行有目的的控制，自動、半自動等都是用來劃分通風(fēng)系統(tǒng)的方式，其目的是為了滿足多功能通風(fēng)系統(tǒng)的實際需求。在通風(fēng)系統(tǒng)中，應(yīng)用核心技術(shù)，再通過自動化系統(tǒng)的配合，最終有效地控制通風(fēng)系統(tǒng)，煤礦生產(chǎn)中的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)不斷拓寬其功能，如記憶、報警等，以此達(dá)到通風(fēng)系統(tǒng)順暢運行的狀態(tài)。經(jīng)過電氣自動化控制技術(shù)的作用影響后，煤礦生產(chǎn)中的通風(fēng)系統(tǒng)將多項功能集成應(yīng)用于一體，使煤礦生產(chǎn)得到安全維護(hù)。

（6）供電系統(tǒng)中電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。煤礦生產(chǎn)中的供電系統(tǒng)包含多個模塊，應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)能使各個模塊間實現(xiàn)相互配合，以此增強控制和聯(lián)系。電氣自動化控制技術(shù)可以對供電系統(tǒng)實現(xiàn)輔助監(jiān)督作用，還能全面收集并分析系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，判斷出整個煤礦生產(chǎn)過程中供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。比如，按照煤礦生產(chǎn)的需要，電氣自動化控制技術(shù)能調(diào)整好用電量，合理的控制供電系統(tǒng)中的分閘、合閘，使煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場合理用電。

3 結(jié)語

綜上所述，電氣自動化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)核心地位，不僅能降低煤炭企業(yè)的生產(chǎn)成本，還提高了煤礦的生產(chǎn)效率，對提升煤炭企業(yè)的核心競爭力具有重要意義。