采煤機電氣設備與電氣控制技術

文/邢曉勇

煤炭作為我國主要的能源之一，是國民經濟發展和社會進步不可或缺的重要資源。在科學技術的支撐下，我國煤炭開采系統也正朝著現代化、自動化方向發展。為滿足現代化礦井生產和信息化的管理要求，提高對電氣設備與電氣控制技術的應用分析對提高采煤機開采效率具有重要意義。采煤機是由多個獨立的工作系統組成，各個系統在電氣控制系統的科學控制下，實現了各功能單元的有效配合，所以電氣控制系統的好壞直接關系到煤礦生產的效率和質量。加強對電氣控制技術的應用研究有助于促進煤炭企業長遠發展。

1 電氣設備

1.1 電控箱

基于采煤機運行環境的特殊性，加強對采煤機電控箱防爆、隔爆能力的控制是確保其正常運行的基礎。電控箱設計成隔爆兼本安型，以此實現對采煤機啟停狀態、運輸機閉鎖；左右截割電機超載控制；采煤機牽引方向控制；左右截割滾筒調高控制；電機溫升155℃過熱保護；采煤機牽引過零保護等的有效控制，確保采煤機能夠在復雜的工作環境下安全高效的運行。電控箱主要由接線腔和隔爆腔組成，接線腔用于接入電纜電線的空間，隔爆腔是為電氣元部件提供安裝場所。電控箱下面的控制按鈕可實現對采煤機啟停、閉鎖運輸機等的有效操控。另外通過電控箱正面的集中顯示窗可全面了解采煤機方向牽引及左、右截割電機運載的實際情況。電控箱正面蓋板上設置有隔離開關手把和停機按鈕,這兩者可根據設備運行情況進行機械互鎖,可增強設備運行的安全系數。

接線腔處在電控箱后面，打開電控箱前部的隔爆腔蓋板可對電控箱進行安裝布線操作，電控箱內部是隔離開關、電流互感器、控制變壓器、分線盤等相關部件。所有的控制部件都設置在電控箱的控制組件單元中，控制器、電源、數模采集、總線控制模塊等相關控制組件共同作用，在中央控制器的統一協調控制下，形成采煤機的電氣控制的大腦及肢體架構。

1.2 電動機

由于采煤機所處環境的特殊性，一旦因環境中瓦斯、煤塵的含量達到危險標準時就會引發安全事故，因此電動機的相應標準必須滿足 GB3836.3《爆炸環境用防爆電氣設備》中的相應規定，必須在特定作業條件下能實現對采煤機的有效驅動。電動機的作業條件通常情況下海拔控制在1000米以下，環境溫度小于40℃，冷卻水溫度小于30℃，可滿足采煤機連續作業條件。此電機屬于礦用隔爆型三相異步電動機，為降低電機循環使用的散熱問題，采取水冷的方式進行冷卻。另外為降低繞組運行時的溫度升高問題，通過在定子繞組端部設置溫度繼電器的方式來實現對其的溫度保護。電動機長時間的運轉會因摩擦產生溫度升高現象，此時可通過軸承室前后的注油孔注入潤滑油，來降低軸承溫度實現對軸承的維護。電動機接線盒的內部設置有內接地裝置，外殼上也設置有外接地裝置，以此實現對電動機的保護。

1.3 電磁閥腔

采煤機的電磁閥主要包括制動電磁閥、功控電磁閥和調速電磁閥等，這些電磁閥通常設置在泵箱里的電磁腔內。其機能為二位四通、三位四通的Y型礦用隔爆電磁換向閥。電磁閥通過閥座連接塊與液壓傳動箱內的油管實現連接。當采煤機的控制中心發出信號時，電磁鐵在電流的作用下產生磁力，進而吸住銜鐵推動閥芯移動,閥芯在移動的過程中電磁閥完成換向操作。采煤機常用的電磁閥為直流電磁鐵，直流電磁鐵可有效降低因銜鐵運動時產生的摩擦阻力和升溫問題，確保了電磁閥安全有效的運轉。

2 電氣控制技術

2.1 采煤機的控制

對采煤機啟停操控時，主要是通過動力電纜的控制芯線實現與采煤機控制回路的有效連接。利用磁力啟動器先導回路來達到遠端控制的目的。采煤機的啟動以及停機控制回路中通過設置多個停機按鈕并且利用電機溫度保護熱敏接點來實現對電機溫度的有效控制。當機組中某臺電機溫度升高時，溫度保護熱敏感點就會發出警報，停機按鈕就會自動切斷電源，以免因電機溫度升高產生問題影響整個機組運行，當溫度恢復正常后設備才能正常運行。

2.2 運輸機的控制

采煤機的電氣控制技術主要對運輸機的停機操作進行控制。當采煤機在檢修過程中，通過對運輸機實施閉鎖控制，來確保檢修過程的安全。閉鎖按鈕一般設置在電控箱之上，主要工作原理和操控方法和采煤機的控制方式相同。

2.3 電氣控制系統的使用以及維護

為保證采煤機性能良好且有效運轉，首先要全面了解必電氣系統自身的性能特點及工作原理，并對影響電氣系統正常工作的因素展開分析，提前做好相應的預防和維護。如針對運輸過程或其他振動造成的機內緊固件以及插接件松動的問題，可及時檢查機組內各元器件的連接問題，通過對各連接部位進行緊固的方式來降低因振動對機組的干擾，為采煤機的正常運轉創造良好的條件。

2.4 自動化控制技術

隨著科技的不斷發展，采煤機的自動化控制技術應用也越來越廣泛。 以記憶截割技術應用較為成熟和普遍，該技術可實現對采煤機的自動定位，通過對采煤機滾筒高度的精確定位，并根據工作實際情況利用記憶截割技術對其高度進行自動調整，通過自動導航功能，數據遠程傳輸技術可對設備工況實施全面監測及遠程控制，不僅降低了人員投入，同時提高了工作效率。

3 結語

采煤機電氣設備和電氣控制技術在科學技術的支撐下，隨著現代煤礦生產的需要和現代化管理的要求實現了對傳統電氣控制技術的完善和調整。電氣控制系統作為整個采煤機有效運行的中心控制裝置，其工作性能的好壞直接關系到整個礦井的生產效率和開采量，結合礦井生產需要和現場工作環境的要求，加強對采煤機電氣設備的優化配置，降低外部環境各種不利因素對采煤機的干擾，提高電氣控制技術的自動化程度，來不斷提升采煤機的開采效率，為提高企業經濟效益和實現安全生產做出貢獻。