采煤機(jī)電氣設(shè)備與電氣控制技術(shù)

雷艷

【摘? 要】煤礦資源屬于一種短期內(nèi)不可再生的能源，在當(dāng)下的社會環(huán)境以及社會發(fā)展過程中，對煤礦資源的開采以及應(yīng)用大多為地球現(xiàn)有的煤礦儲備。想要保障煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率，就必須要深入煤礦開采工作中，了解采煤機(jī)電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)。論文以此為主題，闡述當(dāng)下使用的主要電氣設(shè)備以及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，希望能夠推進(jìn)我國煤礦開采行業(yè)的健康發(fā)展。

【Abstract】Coal resources belong to a kind of short-term non-renewable energy， in the current social environment and social development process， the mining and application of coal resources are mostly the earth's existing coal reserves. In order to guarantee the quality and efficiency of coal mine production， it is necessary to go deep into the coal mining work， understand the coal mining electromechanical gas equipment and electrical control technology. This paper takes this as the theme， describes the main electrical equipment and the corresponding electrical control technology， hoping to promote the healthy development of China's coal mining industry.

【關(guān)鍵詞】采煤機(jī);電氣設(shè)備;電氣控制

【Keywords】shearer; electrical equipment; electrical control

【中圖分類號】TD63+2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）08-0183-02

1 引言

隨著國家的發(fā)展，我國的煤礦開采行業(yè)發(fā)展愈發(fā)迅速，采煤機(jī)電氣設(shè)備的發(fā)展也得到了充足的發(fā)展空間以及資金支持。考慮到當(dāng)下煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，想要進(jìn)一步的應(yīng)用各種創(chuàng)新電氣設(shè)備以及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，就必須要深入了解各個設(shè)備的運(yùn)行原理以及相應(yīng)的控制技術(shù)。在這一過程中，就需要工作人員不斷加強(qiáng)對電氣設(shè)備的認(rèn)識以及電氣控制技術(shù)的了解，為煤礦的開采以及相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)作提供技術(shù)層面的支持。

2 電氣設(shè)備

目前，我國的幾家主要采煤機(jī)生產(chǎn)廠對采煤機(jī)電氣設(shè)備不斷更新迭代，優(yōu)化其中的問題與不足，盡可能的提高采煤機(jī)電氣設(shè)備的正常運(yùn)作水平[1]。隨著時代的發(fā)展，各電氣設(shè)備的操控方式從過去的PLC技術(shù)逐漸發(fā)展到當(dāng)下的以工控機(jī)、DSP、FPGA等技術(shù)為核心的高端電氣操控技能。同時，在不斷發(fā)展的過程中，逐漸加強(qiáng)了各個設(shè)備控制的智能化，在智能化技術(shù)的支持下，相關(guān)設(shè)備的運(yùn)作更加合理，使用壽命也更長，在日常作業(yè)中，盡可能的降低了人力資源的耗費(fèi)。

2.1 電控箱

一般來說，電控箱的位置通常布置于礦井之中，礦井中存在瓦斯或者煤塵爆炸風(fēng)險[2]。電控箱需要放置在海拔高度2000m以下，并且保障周圍的介質(zhì)溫度控制在-10～+55℃之間，并且要控制環(huán)境內(nèi)部的濕度于25℃溫度下的95%以內(nèi)。

考慮到采煤作業(yè)展開過程中，采煤機(jī)的啟動與停止動作、運(yùn)輸機(jī)的閉鎖動作、左右截割電機(jī)超載控制、采煤機(jī)牽引方向控制、左右截割滾筒調(diào)高控制、電機(jī)溫升155℃過熱保護(hù)以及采煤機(jī)牽引過零保護(hù)等問題。需要將電控箱設(shè)計為隔爆兼本安型，保障各設(shè)備以及部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并給予相應(yīng)的設(shè)備妥善的保護(hù)措施。

在一個完整的電控箱中，其主要由接線腔以及隔爆腔組成，兩部分各自發(fā)揮著相應(yīng)的作用。在日常的運(yùn)作過程中，由接線腔引導(dǎo)電纜進(jìn)入到相應(yīng)的接線位置并保障接線效果，隔爆腔則為整個系統(tǒng)提供安全電氣原部件提供相關(guān)支持。在電控箱的下表面，特別裝設(shè)了用于控制整個電箱運(yùn)作的按鈕座，該按鈕座上的按鈕包括采煤機(jī)的啟動與停止動作，并且能夠向運(yùn)輸機(jī)發(fā)送閉鎖命令。在電控箱的正面，也就是面向操作人員的一面，需要安裝專門的集中顯示窗，其中的內(nèi)容包括采煤機(jī)的左右牽引情況，零位，左右截割電機(jī)欠載與超載情況，在日常運(yùn)作過程中，工作人員可以直接通過該顯示窗了解相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)作情況。電控箱的正面蓋板上，通常會布設(shè)兩個隔離開關(guān)以及兩個采煤機(jī)的停機(jī)按鈕，在需要隔離開關(guān)動作時，需要提前按下停機(jī)按鈕，如若不提前按下停機(jī)按鈕，則隔離開關(guān)把手無法動作。

接線腔主要位于電控箱的上半部分，為了保障設(shè)備的正常運(yùn)作，接線腔以及隔爆腔隔板之上，通常會布置12個2240V/2000A的高壓接線柱，并且安置21組芯過線組。其中，有六個高壓接線柱，被應(yīng)用于采煤機(jī)的進(jìn)線電源使用。其余六個，則為左右切割電機(jī)以及倩影電機(jī)電源使用。在正常的運(yùn)作過程中，兩個線組分別服務(wù)于本安和非本安控制線接線。

電控箱的上表面有一個專門的小蓋板，這個小蓋板與隔爆腔想通，在電控組裝架安裝過程中，則需要在該腔內(nèi)完成相關(guān)作業(yè)。在電控箱的后表面，還存在一個隔爆腔蓋板，掀開該蓋板后，可以直接對電控箱內(nèi)的布線情況進(jìn)行調(diào)整以及觀測。在電控箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，會專門布置兩個隔離開關(guān)，有一個控制變壓器1140V/28V，兩個電流互感器2000/1，一個整流橋，一個控制組裝架，兩個高壓控制保險1140V/1A，一個28V/4A保險以及一組分線盤。

控制組裝架，該元件可以為電氣控制以及電路保護(hù)設(shè)備提供支持，一般來說，控制組裝架由六塊單元插件組成，分別為1E1～1E6。其中1E1主要負(fù)責(zé)電源以及終端板作用，在電源得到相關(guān)命令后，能夠為相關(guān)的設(shè)備以及元件輸出直流電12V，提供各元件的正常運(yùn)作，與此同時，采煤機(jī)啟動的終端元件，也會在該元件板上展開動作或者發(fā)出命令。

2.2 電動機(jī)

一般來說，在礦井內(nèi)部，含有大量甲烷以及爆炸性煤塵，可以使用YBC-200型電動機(jī)，該種電機(jī)能夠良好適用于該環(huán)境中，并維系正常的運(yùn)作。在布置電動機(jī)時，需要保障布置區(qū)域在海拔高度1000m以下，并且控制電動機(jī)所在空間內(nèi)的溫度低于40℃，冷卻水溫度需要低于30℃。

結(jié)構(gòu)：第一，該種電動機(jī)，屬于專門應(yīng)用于礦產(chǎn)開采的隔爆型三相異步電動機(jī)。第二，該種電動機(jī)的冷卻方式主要為水冷，在接線盒的部位，主要通過鋼板焊接來完成相關(guān)元件的連接以及緊密措施，并且會直接將鋼板焊接于機(jī)座的上方。考慮到電動機(jī)的運(yùn)行安全，還特別在接線盒內(nèi)裝有專門用于接地的線路以及裝置，但是在機(jī)座上，并未專門配備相應(yīng)的外接地裝置。第三，該種電動機(jī)的定子繞組端部，會埋設(shè)三個常閉型JW2160H溫度繼電器，每相安裝一個，并且各繼電器之間相互串聯(lián)連接，通過該種方式，來控制繞組的溫度情況，并起到溫度保護(hù)作用。在接線盒內(nèi)部，裝有控線接線柱兩個以及主接線柱三個，其中，有明確標(biāo)志1、2號的極顯著為控制接線柱，另外三條為主接線柱標(biāo)志為U、V、W。第四，在該種電動機(jī)的前后軸承室位置，均設(shè)置了專門的注油孔，在需要時，可以通過擰開螺釘以及螺栓后完成相應(yīng)的注油動作。一般選用3號鋰基脂（ZL3），在注入油脂的過程中，需要嚴(yán)謹(jǐn)控制潤滑油的所占比例，避免后續(xù)運(yùn)作過程中軸承溫度過高。

2.3 電磁閥腔

在日常運(yùn)作的過程中，該閥會接收到采煤機(jī)電控系統(tǒng)所發(fā)出的信息與命令產(chǎn)生相應(yīng)的動作，讓電磁鐵通電，進(jìn)而通過電磁鐵的磁力，對銜鐵產(chǎn)生吸力，推動整個閥芯的移動，進(jìn)而實現(xiàn)電磁閥換向的功能。一般來說，在失去軸承的時候，閥芯會在彈簧力的作用下，始終維持在中立的位置處。通常情況下，采煤機(jī)電磁閥使用的電磁鐵主要為支流濕式電磁鐵。在日常的運(yùn)作過程中，其運(yùn)動的摩擦阻力以及溫度上升速度都會得到有效的控制，以保障其正常作業(yè)時的安全性以及穩(wěn)定性。

3 電氣控制

3.1 采煤機(jī)

首先，采煤機(jī)的啟動以及停機(jī)動作的控制，在實際的運(yùn)作過程中，工作人員可以直接通過動力電纜一根控制芯線對其發(fā)送相關(guān)命令。通過該種方式，讓采煤機(jī)上的控制回路以及磁力啟動器先導(dǎo)回路之間形成連接，并組成專門的遠(yuǎn)程控制回路。在整個采煤機(jī)系統(tǒng)中，主要電纜由兩條UCPQ3 × 50 + 1 × 16 + 3 × 4組成，在順槽的位置，使用兩臺磁力啟動器，在運(yùn)作的過程中能夠利用該機(jī)械設(shè)備，通過延時觸點(diǎn)的方式，為兩臺截割電機(jī)發(fā)送分別啟動命令。在整個采煤機(jī)系統(tǒng)中，用于發(fā)送并執(zhí)行啟動、停機(jī)命令的控制回路中，會主要分布四個停機(jī)按鈕。其中一個啟動回路中，會安插三臺電機(jī)溫度保護(hù)的熱敏接點(diǎn)，以保障電機(jī)溫度不會超過荷載數(shù)值，一旦某一機(jī)械設(shè)備溫度過高，則立即切斷電源，保障設(shè)備的正常運(yùn)作。

3.2 運(yùn)輸機(jī)

在整個采煤機(jī)系統(tǒng)中，對運(yùn)輸機(jī)的控制主要為運(yùn)輸機(jī)的停機(jī)動作。通常來說，在發(fā)送運(yùn)輸機(jī)的相關(guān)命令，需要從現(xiàn)場的安全性去考慮，在對采煤機(jī)進(jìn)行檢修時，應(yīng)當(dāng)閉鎖運(yùn)輸機(jī)。該設(shè)備的控制原理與采煤機(jī)完全相同。

3.3 使用與維護(hù)

在完成各個元件的連接后，可以按照以下步驟，對電氣系統(tǒng)進(jìn)行實驗：

首先，在正常運(yùn)行之前，提前準(zhǔn)備兩臺GM2250型隔離開關(guān)，放置于整個系統(tǒng)的通風(fēng)口，并解鎖1S1與1S2。隨后，方可啟動采煤機(jī)。其次，在采煤機(jī)的運(yùn)作過程中，由工作人員觀察電控箱集中顯示的狀態(tài)。通過該種方式，來保障各電氣設(shè)備的正常運(yùn)作。在采煤機(jī)運(yùn)作的過程中，還需要考慮到作業(yè)空間內(nèi)的濕度問題，盡可能的避免空間內(nèi)濕度過高。在對各設(shè)備進(jìn)行檢修時，也要重點(diǎn)關(guān)注防爆面的情況。

4 結(jié)束語

在當(dāng)下的社會環(huán)境中，煤礦開采與生產(chǎn)維系著國家的正常發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)水平以及科研技術(shù)的推進(jìn)，我國的采煤機(jī)所應(yīng)用的電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)也在不斷更新迭代。本文簡單闡述了當(dāng)下煤礦開采企業(yè)中采煤機(jī)電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)，希望能夠為相關(guān)的工作人員提供幫助。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊潔.智能控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用——評《煤礦井下智能設(shè)備電氣控制實用技術(shù)》[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2020，40（01）：168.

【2】蔣志巍.關(guān)于采煤機(jī)電控箱內(nèi)積水問題的研究及改進(jìn)[J].電子世界，2020（09）：187-188.