煤矿机械设备电气自动化技术浅谈

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【摘要】在煤炭开采过程中，对于煤矿机械设备的效率要求十分的高。为了有效提升机械设备的生产效率，利用电气自动化技术则是必然的选择。本文对我国现阶段煤矿机械设备中应用自动化技术进行了简要的探析，以期为我国发展煤矿生产技术提供参考。

【关键词】煤矿；机械设备；电气自动化技术；应用

引言

自动化技术是一项综合性程度较高的科学技术，包含了通信技术、传感技术、计算机技术以及现代控制技术。科学技术在不断发展的同时也促进了煤炭开采设备的不断完善，机械设备的自动化技术越来越精细，智能化程度越来越高，并逐渐向多元化、集成化的方向发展。

1煤矿采掘机械设备的电气自动化技术简述

1.1采掘技术的进步以及多种辅助技术的发展

煤矿采掘时，电力牵引是大多机械设备主要动力来源。越来越多的煤矿采掘设备中应用了多电机驱动系统，安置电机时一般都是横向进行的，且装机容量一直随着生产规模的扩大而增大，总装机的功率由电机多采用横向安置，而且随着生产规模的扩大，装机容量不断增大，从常见的1MW扩大到了1.5MW，而电机的牵引功率则达到了0.12MW。煤矿机械设备中使用到的交流电牵引电机，具有较强的抗污染的能力，减少对机械设备维护的劳动力的投入，还有助于提高机械设备的运行效率，从而保证机械运行的稳定性，因而备受煤炭生产企业的青睐。机械设备自动化技术的核心所在则是计算机技术，为了不断提高采掘设备的自动化程度，使其运行效率更高，精度更准，更为稳定，则可以辅助故障诊断技术、传感技术等多种技术。此外，采掘机械在不断进步，对于煤矿生产中输送设备的承载力以及多样性要求也就逐渐增加，一些技术比较发达的国家已经较早的将双速电机引入到国内，实现了利用计算机技术对煤矿生产全过程的监控。煤矿能够进行安全采掘的重要的一个工具就是液压支架，在将计算机技术引入其中后，能够有效为电液控制自动化以及高压提供大量的电液，液压支架的移动速度也不断的得到了提高，达到每架7s，有效改善了煤炭采掘的功率以及提升了煤炭采掘的效率，使得煤矿生产更可靠。

1.2与技术先进国家之间存在差距

尽管我国的采煤设备的自动化技术进步的程度越来越高，但相比于那些产煤量较大的国家，我国采煤设备的自动化程度还比较落后，与之有一定的差距。煤矿采掘机的最大装机功率只有0.83MW，而液压牵引的功率则只有0.5MW，功率较低，且电牵引设备主要依靠进口，特别是交流电牵引的电控部分则更是进口的。国内对于电牵引采煤机的研发还处于初始阶段，能够应用与实践的则少之又少。电牵引采煤机与工作面输送机连接的强度较差，使得其运输能力较差，降低了传送机的整体工作效率。同时，液压支架中的电液控制系统以及对故障进行判断的系统中的微控系统也都不是国内自主研发的，因此，整体而言，我国煤矿采掘中机械设备的电气自动化技术仍旧比较落后。

2电气自动化技术对煤矿生产产生的影响

2.1影响煤矿的安全管理

煤炭行业是一个特殊的行业，在煤炭生产过程中，首要前提就是安全生产，其对于煤矿企业的生存以及经济效益有着直接的影响，核心要素即是工作人员的人身安全。而在煤矿生产中应用的煤矿机械的自动化程度越来越高，不但有效节省了较多的人力，还将煤矿生产中事故的发生率降到了最低，并将煤矿的安全生产的风险控制在规定的范畴内。如果以危险源作为辨识危险基础的重要依据，及时的控制并管理采煤过程中存在的一系列的不安全因素，从而能够在源头上将危险源切断，因此，采煤中越来越多的应用自动化技术，煤矿发生安全事故的概率也就相应降低了。

2.2影响煤矿的生产效率

现代网络技术的不断发展，煤矿电气自动化技术受其影响也越来越大，改变越来越多。现今的工业控制中应用电气自动化技术主要融合了三项技术：①计算机网络技术；②自动控制技术；③仪表仪器技术等其他的技术，综合运用这些技术能够实现对优化煤矿工业的管理，并对其进行有效的检测和控制，提高煤矿生产效率的同时，并保证了煤矿的生产安全。

3提升煤矿运输设备的电气自动化程度

自20世纪80年代以来，我国煤炭开采的速度以及开采量都得到了迅速的增长。特别是在大型煤矿中，胶带运输作为原煤输送的主力设备起到了积极作用。为了进一步提高胶带运输的可靠性，我国加大了对胶带运输中工况监控系统的研发力度，并且取得了一定的突破，该监控系统有效地将计算机技术以及PLC技术进行了融合，实现了保护的综合化和系统化，通过使用分散控制系统结构及技术集成，实现了在地面对井下运输系统进行监控，在煤炭生产过程中发挥了卓越的功效。在前期研究的基础上，对于胶带自动化的保护技术尚需不断进行完善，在日后的研究以及生产中要大力发展该技术。随着电气自动化技术越来越成熟，其普及程度也越来越高，交流变频技术也得到了相应的发展，以致于带动了调速系统的进步。那些技术较为先进的国家，对于采煤提升机的控制技术相对较为完备，控制中心则是通过PLC技术实现的，并有效实现了对工艺、同路行程以及安全回路等进行控制的目标，最终达到全微机监控的目的，设备的安全性大大提升了。

4煤矿生产中应用变电站综合自动化系统

煤矿机械设备能够有效运转的一个动力就是供电系统，其对于实现变电站的自动化程度以及机械设备电气化的意义十分的重大。以下就对普通规模的煤矿生产中应用变电站综合自动化系统进行简要的分析：

（1）通常来说，35kV变电所工程中主要包含有以下几种基本设备：①5kV线路双回；②两台主变压器；③6kV出线即电机、厂变等X回；④6kV母联2回；⑤35kVPT2回；⑥6kVPT2回等，煤矿电力的供应以及设备运转的需要更与此变电所的保护和监控的微机综合自动化系统的结构相适应，主变压器以及35kV线路则采用集中组屏方式进行设计，将后台监控系统安装在主控制室内，并将6kV保护装置安装在每个开关柜上，每一个保护装置都能够通过RS485通讯接口将信息传到后台监控系统，这样的设计方式不但操作方便，还能够CARBONWORLDLOWCARBONWORLD2016/2节约大量的空间，一举两得。

（2）为了对变压器进行保护，通常会使用三种保住装置：①变压器高低后备保护装置MTPR-035HB；②有变压器差动保护装置MTPR-110SD；③综合测控装置MMCU-10H。使用这些设备能够在匝间短路、相间短路这些变压器内部或者外部发生故障时及时的采取安全应急措施，以便有效的对电器接地，负荷过高，电流过大以及危险情况进行保护，或者变压器本体有轻重瓦斯、温度、压力释放等故障发生时对其进行保护。保护35kV线路时一般使用MLPR-10H2型微机线保护装置，该装置主要由三种保护组成：①三段式过电流保护；②后加速保护；③单相接地保护。自动化系统为了有效实现母线或单母分段主接线方式下的PT转化，则可以在系统中安置一台微机型PT切换和一台低电压保护装置MPTS-10H，从而具备了两段母线的测量保护、绝缘监视、切换等一系列的作用，也能够对两段没有关联的母线进行监控并对其形成低压保护。

（3）台式监控计算机系统主要由三个部分组成：①监控保护单元，其采用的是隔层设计。②通讯管理机，其是通讯的中心设备，具有能够转换间隔层设备的通讯规约，并对后台计算机进行监控以及对上级调动的功能进行传达的功能。③后台监控计算机系统。该系统能够对现场采集的信息进行全面的掌控，并对设备发出的信息进行有效的保护，能够有效统计、分析、核对、判断、显示以及打印这些信息，对安全事件形成记录，并适时的发出警报，对监控站内所运转的情况进行全面的监控。计算机还具有远程控制功能以及强大的数据处理功能，以便整个变电站自动化水平的提高。

5结语

总之，现阶段机械行业在不断发展，机械发展的主流已逐渐被机电一体化所占领，机械行业不断发展时也有助于提高煤矿机械自动化水平，从而有效提高煤矿生产的效率，确保机械操作的安全性。在煤矿机械设备中加入计算机、信息通信技术等先进的技术，能够有效促进电气控制系统往集约化和自动化方向发展，从而有效促进煤矿机械设备的发展。

参考文献

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[2]符如康，王太续.基于PLC控制的交流变频调速电牵引采煤机[J].煤矿机电，2007（2）：96~98.

[3]雷沂生，陈刚，雷水生.矿用电气设备的选择[J].山东煤炭科技，2009（3）：44~46.

作者：赵家臣 单位：广西右江矿务局有限公司