新電子設(shè)備在煤礦企業(yè)大型綜合機(jī)械化采掘設(shè)備中的應(yīng)用

重慶市能源投資集團(tuán)物資有限責(zé)任公司 楊培林

煤礦作為一種化石燃料，盡管燃燒后對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，但是在我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)中占比仍然居于前列。因此，應(yīng)靈活運(yùn)用新電子設(shè)備提升煤礦開(kāi)采效率和質(zhì)量，減少能耗，同時(shí)推動(dòng)大型綜合機(jī)械化采掘設(shè)備改進(jìn)創(chuàng)新。本文就煤礦企業(yè)大型綜合機(jī)械化采掘設(shè)備中新電子設(shè)備的應(yīng)用展開(kāi)探究，在了解其內(nèi)涵基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用新電子設(shè)備到實(shí)處，推動(dòng)企業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展。新電子技術(shù)作為一種集合了多種前沿科技的技術(shù)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合機(jī)械化采掘設(shè)備的控制和調(diào)整，運(yùn)行控制更加可靠、靈活、精準(zhǔn)。

1 煤礦企業(yè)大型綜合機(jī)械化采掘設(shè)備分析

煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)活動(dòng)中，需要運(yùn)用大量類(lèi)型多樣、規(guī)模不一的機(jī)械設(shè)備，這些可以獨(dú)立完成某道工序的設(shè)備，或是提供能源支持的設(shè)備，或是維持設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的附屬裝置。煤礦企業(yè)采掘設(shè)備包括提升絞車(chē)、主膠帶輸送機(jī)和主扇風(fēng)機(jī)等。

從煤礦企業(yè)采掘設(shè)備技術(shù)管理工作角度來(lái)看，企業(yè)需要遵循技術(shù)可靠、先進(jìn)原則進(jìn)行設(shè)備選型，這一點(diǎn)對(duì)于大型企業(yè)而言有著極其重要的作用。設(shè)備運(yùn)行管理，強(qiáng)調(diào)各環(huán)節(jié)緊密協(xié)助，依據(jù)制度和要求來(lái)規(guī)范化管理，保證機(jī)械化采掘設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。需要注意的是，電子化采掘設(shè)備改造是煤機(jī)行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ唬鋬?yōu)勢(shì)是性能穩(wěn)定、可靠，節(jié)約成本，便于提高生產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。煤礦企業(yè)需要注重對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的改造和升級(jí)，力求最小投入來(lái)獲取最大效益。

2 煤礦企業(yè)大型綜合機(jī)械化采掘設(shè)備中新電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用

2.1 動(dòng)力機(jī)組設(shè)備

機(jī)械化采掘設(shè)備中，動(dòng)力機(jī)組設(shè)備占據(jù)重要地位，如果動(dòng)力機(jī)組出現(xiàn)故障無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，那么其他的機(jī)械設(shè)備也失去了動(dòng)力來(lái)源，同樣無(wú)法正常使用，所以新電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用，首要一點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)有動(dòng)力機(jī)組設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)。大型采掘設(shè)備實(shí)行靜止勵(lì)磁控制方式，晶閘管整流并用靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的方式可靠性較高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要過(guò)高的改造成本，憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用在綜合機(jī)械化采掘設(shè)備中。另外，中間環(huán)節(jié)勵(lì)磁機(jī)被省略，可以實(shí)現(xiàn)更加快速、可靠的調(diào)節(jié)。煤礦企業(yè)設(shè)備實(shí)行變頻調(diào)速方式，較之以往的方式節(jié)能效果更加明顯。實(shí)際應(yīng)用中，泵類(lèi)機(jī)械設(shè)備中實(shí)行調(diào)速控制，用于代替節(jié)流閥，可以實(shí)現(xiàn)傳輸量的有效把控，此種方式運(yùn)行效率高、精度高和調(diào)速范圍較為廣泛，實(shí)際應(yīng)用中滿(mǎn)足連續(xù)無(wú)極調(diào)速需要。調(diào)速期間無(wú)論是定子還是轉(zhuǎn)子都不會(huì)有過(guò)大的損耗，中轉(zhuǎn)差損耗不高，大概可以節(jié)約電能30%左右。

2.2 設(shè)備電源

設(shè)備電源主要有交流和直流兩部分，其中開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)規(guī)模較大，應(yīng)用范圍廣，不間斷電源與交流電源如何獲取，需要使用電子裝置對(duì)電網(wǎng)電源變換后實(shí)現(xiàn)，其中包括電磁攪拌電源、中頻熔煉電源、中頻感應(yīng)加熱電源、超聲波電源、高頻電子鎮(zhèn)流器電源等。對(duì)于應(yīng)用在綜合機(jī)械化采掘設(shè)備中的電源技術(shù)，開(kāi)關(guān)功率變換技術(shù)是新電子設(shè)備的一個(gè)具體應(yīng)用表現(xiàn)，其中包括模塊化技術(shù)、有源功率因數(shù)技術(shù)和高頻化技術(shù)，如圖1所示。高頻化技術(shù)可以減少裝置自重、體積，可以在功率密度提升的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。所以，高頻化技術(shù)是電源設(shè)備未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

圖1 開(kāi)關(guān)功率變換器

2.3 煤礦調(diào)度系統(tǒng)

煤礦調(diào)度系統(tǒng)其功能是對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖像的綜合處理、集中監(jiān)控、信息傳輸、動(dòng)態(tài)切換監(jiān)控畫(huà)面等，如圖2所示。其中主要有圖像顯示系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、圖像監(jiān)控及信息顯示分系統(tǒng)等。部分煤礦企業(yè)為了便于人員之間的信息溝通，自行研發(fā)了GoTa無(wú)線(xiàn)集群系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足組呼、單呼、廣播和分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)功能。應(yīng)用新電子設(shè)備，目的是提升煤礦調(diào)度系統(tǒng)的靈活性、可靠性，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通訊調(diào)度功能。基于ZXQ10調(diào)度機(jī)，無(wú)線(xiàn)集群用戶(hù)作為固話(huà)終端，實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)統(tǒng)一接入平臺(tái)，聯(lián)合協(xié)調(diào)調(diào)度。有的企業(yè)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)的IAP平臺(tái)，可以滿(mǎn)足調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互與集成，同時(shí)具有引擎功能，用于自動(dòng)化控制業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳輸，滿(mǎn)足防火墻穿越和跨數(shù)據(jù)庫(kù)功能需求。還有的企業(yè)通訊調(diào)度系統(tǒng)有著NGN平滑演進(jìn)功能，不需要過(guò)多硬件設(shè)備投入，借助原有設(shè)備皆可實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備交聯(lián)互通。所以，國(guó)家應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)自主研發(fā)，這樣的產(chǎn)品功能更具針對(duì)性，成本低、可用性高，可以通過(guò)多模塊靈活組合滿(mǎn)足多產(chǎn)品需要，支持多品類(lèi)調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)。

圖2 調(diào)度系統(tǒng)

2.4 風(fēng)速表裝置

風(fēng)速表裝置中應(yīng)用新電子設(shè)備，可以提升裝置運(yùn)行穩(wěn)定性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。風(fēng)速表主要是用于風(fēng)流平均速度測(cè)量的儀表裝置，可以滿(mǎn)足礦井平均風(fēng)速測(cè)量，以及交通、糧食加工、建筑和空氣動(dòng)力學(xué)研究等領(lǐng)域的風(fēng)速測(cè)量。風(fēng)速表中包括渦輪軸、渦輪、翼輪、指示針、計(jì)數(shù)器、離合閘、回零閘壓桿、提環(huán)、護(hù)殼等部分組成。翼輪中含有8個(gè)葉片，按照一定的角度安裝，主要是在翼輪軸上安裝。渦輪和渦輪軸將轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)數(shù)器，指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)呈現(xiàn)翼輪轉(zhuǎn)速。翼輪轉(zhuǎn)速同風(fēng)速聯(lián)系密切，主要是用于風(fēng)表曲線(xiàn)圖記錄。風(fēng)速表上的兩支杠桿為回零閘壓桿，壓下后即可讓指針歸零復(fù)位。離合閘，可以斷開(kāi)計(jì)數(shù)器和翼輪軸，控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和關(guān)閉。護(hù)殼則是為了保障儀表裝置不受損壞，提環(huán)是儀表操作中的主要部分之一。

2.5 以太網(wǎng)技術(shù)

機(jī)械化采掘設(shè)備的正常運(yùn)行，離不開(kāi)繼電保護(hù)裝置的支持。隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)設(shè)備繼電保護(hù)通信能力要求逐步升高，迫切的需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效和大范圍通信，滿(mǎn)足遠(yuǎn)程維護(hù)的需要，并通過(guò)以太網(wǎng)控制器創(chuàng)設(shè)局域網(wǎng)，滿(mǎn)足工業(yè)和商業(yè)運(yùn)作需要。在煤礦采掘設(shè)備繼電保護(hù)裝置中，以太網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)鮮明、成本較低，性?xún)r(jià)比較高，當(dāng)前市場(chǎng)上以太網(wǎng)控制器價(jià)格不斷下降，購(gòu)置此種裝置可以降低煤礦企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)；其通信速度較快，1000 Mbit/s和10 Mbit/s是寬帶速度，可以最大程度上利用帶寬資源，提升通信數(shù)據(jù)傳輸速度；其具備較強(qiáng)的兼容性，在IEEE802.3協(xié)議下的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，市場(chǎng)認(rèn)可度較高，可以規(guī)避協(xié)議上的沖突；其便于后期維護(hù)，以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用歷史較為悠久、技術(shù)較為成熟，在煤礦企業(yè)中應(yīng)用便于操作和維護(hù)，應(yīng)用效果可觀。

2.6 抗干擾技術(shù)

采掘設(shè)備運(yùn)行中，對(duì)于設(shè)備的控制可能會(huì)受到輻射干擾和傳導(dǎo)干擾影響，其中輻射干擾較為典型，是指電磁場(chǎng)對(duì)采掘設(shè)備中較為敏感的設(shè)備干擾影響，如電視干擾或輸電線(xiàn)路電暈可能形成的無(wú)線(xiàn)電干擾等情況。傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)信號(hào)線(xiàn)、接地線(xiàn)傳播，最終形成傳導(dǎo)干擾，如經(jīng)過(guò)電源線(xiàn)傳入的雷電沖擊能量，會(huì)干擾裝置正常運(yùn)行。在電子設(shè)備的抗干擾措施方面，煤礦采掘設(shè)備使用期間不可避免產(chǎn)生電磁干擾，所以需要選擇合理有效的抗干擾措施，如采掘期間存在靜電，可以借助調(diào)度系統(tǒng)來(lái)保證接地準(zhǔn)確，屏蔽和隔離靜電，保證采掘設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

3 采掘設(shè)備中新電子設(shè)備的維護(hù)

新電子設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，可能受到主客觀環(huán)境影響，出現(xiàn)設(shè)備故障，企業(yè)需要高度關(guān)注，注重設(shè)備的檢修與維護(hù)，及時(shí)更換損壞零部件，保證電子設(shè)備正常運(yùn)行。日常檢修和定期檢修由專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)，依據(jù)電子設(shè)備運(yùn)行情況和檢修要求，檢查設(shè)備的零部件磨損、牢固情況等。對(duì)設(shè)備的一級(jí)保養(yǎng)，維修人員輔助操作人員進(jìn)行維護(hù)，時(shí)間大概為4 h～8 h左右，嚴(yán)格遵循維護(hù)計(jì)劃拆卸零部件，對(duì)指定位置清洗干凈，加入適量潤(rùn)滑油；調(diào)整配合間隙、連接螺絲松緊度；堵塞口疏通，檢查氣路、油路和水路管道是否通暢；檢查電氣接地情況，是否有電纜線(xiàn)損壞，對(duì)破損處及時(shí)處理。

結(jié)論：在煤礦企業(yè)大型機(jī)械化采掘設(shè)備中使用新電子設(shè)備時(shí)，企業(yè)需要致力于引進(jìn)先進(jìn)、可靠的技術(shù)手段，提升采掘設(shè)備性能，使設(shè)備運(yùn)行更加安全、可靠、穩(wěn)定，對(duì)于提升作業(yè)效率和效益有著積極作用。