淺談煤礦機械設備電氣自動化技術的應用

趙亮

摘要：在煤炭生產中，對煤礦機械設備的性能要求相對較高，為了有效提升煤礦機械設備的實際生產率，可以將自動化技術引入其中。文章從電氣自動化技術對煤礦生產的影響談起，就煤礦機械設備電氣自動化技術的應用進行了詳細探討，希望通過相關技術研究，能夠為國內煤炭事業的發展帶來幫助。

關鍵詞：煤礦機械設備;電氣自動化;影響;應用

隨著科學技術的進步，各種煤礦開采設備逐漸完善，煤礦機械設備的功能逐步向集成化、多元化的方向發展，機械設備的自動化技術也逐漸趨于精細化和智能化，兩者聯系越來越緊密，因此，如果煤礦進行開采時，機械設備沒有完善，不能形成一個統一的體系，就會嚴重影響煤礦電氣自動化水平的提高。為此，各煤礦企業必須及時淘汰舊設備，更換新的生產設備和技術。在未來的發展過程中，應當將先進技術與實際生產有效結合起來，從而帶動整個煤礦企業的發展。

一、采煤機械設備電氣系統的應用特點

目前，井下開采多采用電牽引采煤機，其總體架構就是并排放置多臺電機，通過機載式的交流變頻進行無級調速，電源電壓為3300V，并以銷軌的方式進行無鏈牽引。為實時反饋機器運行狀態及可能發生的故障，整個過程將通過計算機進行控制，并配置可視化的漢字監控界面。由端子板、電源、PLC控制單元等組成最新型的電控系統，其主要分為主控制系統和調速系統兩部分。其中，主控制系統由電源、主控制器和操作站組成。而主控制器又由PLC控制系統組成，其對采煤機的控制原理為：根據預先設置的相關步驟對由操作站傳送的指令和采集的控制信息進行匯總處理，再通過驅動電路將處理的最終結果傳送至各個相關執行部門。

二、電氣自動化技術對煤礦開采的影響

（一）對安全管理的影響

煤礦開采具有很大的危險性，在煤礦生產中，企業的經濟效益與生產安全息息相關。將電氣自動化技術應用于實際的煤礦生產中，可以有效確保工人生產安全。所以說，煤礦機械設備中的電氣自動化技術對于煤礦企業的安全生產有著重要影響。煤礦安全的本質是指在一定范圍之內對存在的安全風險進行合理的控制。比如，根據危險辨識來對危險源進行區分，同時在生產中嚴格管理與掌控存在的不安全因素，做到從根本上解決安全隱患。因此，在煤礦生產中，電氣自動化技術具有很重要的價值。

（二）對生產效率的影響

當前的國內煤礦生產機械設備中，其使用的技術主要有計算機網絡技術、理論控制技術以及儀表控制技術等，將這些技術用于煤礦開采，不僅可以最大化的提升煤炭的開采效率，確保煤礦開采的安全，還可以幫助煤礦工業進行專業化生產管理、檢測與控制。隨著當前技術的不斷發展，國內的煤炭開采效率仍會進一步提升，也會促進國家經濟的進一步發展。

三、電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用

（一）電氣自動化技術在采掘設備中的應用

采掘設備是煤炭的開采過程中十分重要的設備，它包括核心的掘進設備以及一些輔助設備。目前在采掘設備中，我們已經使用了多電力驅動系統，而且我們對這個系統的應用范圍在逐漸擴大。同時我們也在不斷提升多電力系統的容量，目前它的功率已經可以達到120kW，主要使用電力來作為采掘設備的動力，這樣可以極大提升設備的工作效率，減少對于設備的維護，優化了采掘的工作。最重要的是，我們在采掘設備中使用了計算機網絡技術，實現了對于數據的采集，處理以及分析等內容。在這個過程中對于一些輔助設備也應用了電氣自動化技術，比如對于輸送設備的改進。傳統的輸送設備存在功能單一，承載力較低等問題。而電氣自動化技術的應用則完全解決了這些問題，目前的輸送設備正在向功能多、承載力充足的方向發展。

（二）電氣自動化技術在提升設備中的應用

在煤炭開采過程中主要的提升設備是膠帶運輸機，為了提高運輸機的運行效率，我們在其中使用了工況監控系統，并且取得了很好的成效。工況監控系統主要使用了PLC編程技術和計算機技術，實現了膠帶運輸機運行的系統化和綜合化。同時我們還研制了DCS自動化控制系統，加強了對于設備的分散化控制，提高了系統的容錯水平。而全數字直流調速系統的使用則極大加強了我們對于工作流程的監控，提高了設備的運行效率。同時通過我們對于電氣自動化技術的研究，還加強了對于變頻技術的使用，這樣可以增強我們對于設備的維護，提高設備的使用壽命和工作效率，降低采煤設備的運行成本。

（三）電氣自動化技術在通風系統及排水系統中的應用

通風系統是煤炭開采過程中的重要系統，而且通風系統中包含的設備比較復雜。因此在通風系統中應用電氣自動化技術時要注意檢測好井下的環境，及時檢測井下的瓦斯濃度以及粉塵濃度等因素。其次我們還要對通風系統進行自動化控制，我們要根據監測到的數據及時調整通風系統的運行狀態，確保瓦斯濃度以及粉塵濃度等因素不會對煤炭的開采造成影響。對于排水系統來講，我們則要注意實現排水系統的自動排水和給水，同時控制排水量和給水量。我們還要做到當排水系統出現問題時，可以及時發現問題，并且可以對故障進行處理，保證工作的安全性。最后自動化技術還要能夠統計排水系統運行的各項信息，并及時將其匯入總數據庫，以便于我們進行查閱和控制。

（四）電氣自動化技術在煤礦安全系統中的應用

目前我國及時引入了國外的制造技術和安全監控技術，同時還自主研制了煤礦的安全監控系統，并且取得了很好的效果。而且在一些大型煤礦企業中，還設置了許多檢測系統，安裝了瓦斯遙控儀、風電閉鎖裝置、斷電儀以及紅外線自動噴霧裝置等。但是在我國的安全系統中由于傳感器存在一系列的問題，使得系統仍然存在運行效率低、可靠性不高等問題，所以還要進一步改進相關的技術，加強對礦用傳感器的開發，以提高安全監控系統的穩定性。

四、結語

電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用對于提高煤礦生產的效率非常重要。雖然隨著科學技術的快速發展，目前我國煤礦機械電氣自動化技術也得到了很大的發展，但與發達國家相比還比較落后，而且在煤礦機械設備電氣自動化推進的過程中還存在著各方面的技術運用問題，因此，我國應在積極引進和借鑒國外先進電氣自動化技術及系統的同時，要加大研發力度，投入更多的資金、人才和技術，促進煤礦機械設備電氣自動化的進一步完善。

參考文獻：

[1]盧成飛. 煤礦機械設備電氣自動化技術的應用研究[J]. 中國高新區， 2017（20）：14+16.

[2]孔泉. 煤礦機械設備電氣自動化技術的應用[J]. 內燃機與配件， 2018（7）：106-107.

（作者單位：山東省滕東生建煤礦）