煤矿机械设备电气自动化技术应用

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摘要:当前我国煤矿产业自动化程度已达到了较高的水平，自动化技术正向着多样化和智能化的方向发展。但是，在煤矿机械设备的应用中还存在一定的问题，给煤矿生产质量的提高造成了一定的限制。文中分析了煤矿机械设备电气自动化技术的应用。

关键词:煤矿机械设备;电气自动化技术;应用

随着科学技术的进步，各种煤矿开采设备逐渐完善，煤矿机械设备的功能逐步向集成化、多元化的方向发展，机械设备的自动化技术也逐渐趋于精细化和智能化，两者联系越来越紧密，因此，如果煤矿进行开采时，机械设备没有完善，不能形成一个统一的体系，就会严重影响煤矿电气自动化水平的提高。为此，各煤矿企业必须及时淘汰旧设备，更换新的生产设备和技术。在未来的发展过程中，应当将先进技术与实际生产有效结合起来，从而带动整个煤矿企业的发展。

1采煤机械设备电气系统的应用特点

目前，井下开采多采用电牵引采煤机，其总体架构就是并排放置多台电机，通过机载式的交流变频进行无级调速，电源电压为3300V，并以销轨的方式进行无链牵引。为实时反馈机器运行状态及可能发生的故障，整个过程将通过计算机进行控制，并配置可视化的汉字监控界面。由端子板、电源、PLC控制单元等组成最新型的电控系统，其主要分为主控制系统和调速系统两部分。其中，主控制系统由电源、主控制器和操作站组成。而主控制器又由PLC控制系统组成，其对采煤机的控制原理为:根据预先设置的相关步骤对由操作站传送的指令和采集的控制信息进行汇总处理，再通过驱动电路将处理的最终结果传送至各个相关执行部门。

2煤矿机械设备中电气自动化技术的应用

机电一体化是目前机械行业技术发展的主流，要扩大煤矿的安全监控范围并显著提高生产效率，只有提高煤矿机械的自动化水平。目前，已经将计算机网络、信息通讯等技术逐步应用到煤矿机械设备中，并使煤矿安全监控效果有了很大改善，从而保障了采煤工作的安全进行。煤矿机械未来的发展趋势必将是电气控制系统下的高度自动化和集成化，因此，煤矿开采人员的专业技术的提高显得尤为重要，尤其是提升自身使用自动化设备的水平，这不仅关系着工作效率的提高，还能使自身的安全更有保障。

2.1煤矿采掘机械中自动化技术的应用

在安全生产的前提下，电气自动化技术正在被越来越多的国内外煤矿采掘作业所采用，例如，某些大型煤矿企业采用能使采煤机可靠性更强、效率更高的多电机驱动自动控制的方式来进行采煤工作，这种方式维护更方便，抗污染能力也更强。电气自动化控制技术的核心是由多种故障诊断系统和工况检测技术共同构成的计算机技术，采煤机的牵引电机功率一般为2×60kW，牵引速度为0～30m/min。通常情况下，采煤机的总装机功率能达到1000kW以上，有时甚至能达到1500kW。计算机技术促进了煤矿机械的多样化发展。由于有计算机技术的工况监控，很多企业采用双速电机，即有主、副两个电机，使电机具有大功率、高效率的优势。这种技术的采用也使得电气自动化技术在煤矿重载输送方面有了突破。而在以高压、大流量的电液控制为核心的液压支架中，机电一体化技术以大功率、可靠性高的优势使得移架速度为6～8s/架，大大提高了效率，而且使得生产更加集中，从而保证了煤矿的安全和产量。

2.2煤矿安全机械的自动化技术应用

我国不仅引进了国外的制造技术和安全监控系统，而且也自主研发了煤矿的安全生产监控系统。很多检测系统都已设置在我国的大型煤矿企业中，并且安装了瓦斯遥控仪、风电闭锁装置、断电仪以及红外线自动喷雾装置。目前，虽然我国的安全监控系统能基本满足煤矿的安全生产要求，但是由于传感器具有寿命短、种类少、维护工作量大、稳定性比较差等缺点，严重制约了我国的煤矿电气自动化的发展，并且使得监控系统工作效率低、可靠性不高。所以，为了给煤矿安全生产提供更大的保障，必须加大矿用传感器的开发力度，提高系统可靠性。

2.3煤矿运输机械中自动化技术的应用

随着煤矿开采量逐年增加，在进行井下运输时，我国很多大中型煤矿都采用带式输送设备，其中部分企业采用直流数字调整系统，网络和PLC技术也逐渐被人们认知和应用。高效率的转波器继新型电子设备在煤矿中发挥作用之后也投入了使用，在使用过程中，以PLC为中心的电控提升机已在一些发达国家应用，网络和PLC技术提升了工艺控制性能，采用全微机监控技术，能够保障提升机的安全性。在我国的煤矿运输机械中，提升机大部分还是以交流提升为主，调速的方式为转子串电阻。因此，应当加强在煤矿运输中PLC技术等自动化技术的研究和应用。

2.4做好设备维护管理

如果机械设备发生故障，就会影响电气设备的正常工作，影响其功能的发挥，因此，需要做好维护管理。在发生故障时，注重机械设备的维修。在检修过程中要首先检查设备的情况，判定是否是设备本身的问题导致的故障，然后再检查电气设备的故障，这样能够提升设备检修的效率。在电气设备检修中，应首先排除常见故障形式，然后解决疑难问题。要加强电气设备维修及维护人员的个人素质，加强培训工作，从而提升电气设备的维护效率。

3采用煤矿机械设备监控控制系统

我国当前使用的煤矿机械设备控制系统大多都是国外引进，国内专家和学者正在积极地研究符合我国实际生产要求的技术和设备。当前，我国监控控制系统的研究水平已经达到世界中等水平。我国部分煤矿企业已经开始应用由我国自主研发的监控控制系统，其中包括遥感设备、红外监控设备等。在应用过程中，这些设备和系统都有着良好的应用效果。但目前这些设备的种类和生产量都较少，当设备需要进行维修或替换时，零件的选择较少。此外，设备的质量也有待进一步提高，相对国外设备而言，我国研发的设备在使用寿命上整体较低，给煤矿生产增加了一定的经济负担。相关研究人员和研究部门应当进一步优化煤矿生产设备的质量，提高设备的操作性、实用性和安全性。安监设备是煤矿安全生产工作的客观需求，由于其配套的传感器类别相对较匮乏、使用寿命不长、平稳性能较差、维护时的工作量庞大，使监控系统的可靠度大打折扣，系统实际使用率较低。为此，应进一步运用技术手段，着力提升煤矿用传感器的研发能力，进而为煤矿生产的安全提供强有力的技术支撑。

4结束语

煤矿企业提高机械设备电气自动化水平是亟待解决的问题。煤矿机械设备的电气自动化生产是未来的行业走向，也是必然的发展趋势，煤矿企业应当抓住发展机遇，做好技术的创新和开发，从而在市场中确立自己的竞争优势。

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作者：李新倬 单位：北京起重运输机械设计研究院