淺談煤礦企業中礦山機電的應用

毛朋飛

【摘要】隨著社會的快速發展，現代煤礦企業將面臨著巨大的挑戰，為了更好的發展就必須適應當前的環境，就需要在發展的過程中不斷的提高生產效率、提高生產安全系數、降低環境污染、節能減排從而提高經濟效益。而礦山機電在現代煤炭企業中的應用則可以有效的解決這一系列的問題。本文通過對礦山機電在現代煤礦企業中應用的現狀、實際意義及礦山機電未來的發展方向進行分析，從而來認識礦山機電在現代煤礦企業中的應用。

【關鍵詞】煤礦礦山；綜采機電設備；先進應用

中圖分類號：TU85文獻標識碼： A

在經濟快速發展的今天，雖然煤礦企業取得了巨大的成就，但是也帶來了一系列的社會問題如資源日益匱乏、環境污染日益嚴重等。面臨日益嚴峻的社會問題，各級政府及相關部門都予以重視，故提出了優化產業結構、經濟轉型發展的戰略方針和政策，并大力推進實施。就說產煤大省山西，在整改期間，將產量在30萬t/a以下的礦井全部關閉淘汰，只保留那些實現全面機械化開采的礦井，將山西煤礦的數量壓縮了百分之六十左右。對政策的大力實施，將煤礦企業向現代化，高效化，綠色環?；七M?，F代煤礦企業相對于以往煤礦企業在不斷的提高技術含量，規范管理制度，提升企業文化及加強環境保護，將煤礦企業推向一種“自然—經濟—社會”統一的可持續發展道路上。礦山機電是整個煤礦企業運轉的核心，企業對礦山機電的應用程度決定著企業的發展前景，同時也決定著煤礦企業的市場競爭力。

1、采煤機的控制結構分析

現代化礦山中電牽引采煤機，是一種多電機驅動，橫向布置的交流電牽引控制式，其截割各有一臺交流水冷電動機單獨驅動，油泵電機擔負著左右搖臂的調高與電磁閘的制動工作，牽引部由兩臺交流電動機單獨驅動.左右牽引電機均采用交流變頻調速系統。整機分為電器控制系統，左右牽引部與左右截割部系統。電控箱的電氣控制系統、變頻調速系統、制動系統、保護系統、及顯示系統等幾個部分組成。它采用了先進的變頻調速技術和PLC控制技術，并與GOT人機界面相結合，同時還增加了逆變技術，遙控系統。從而使得采煤機具有控制操作更加靈敏可靠，調速范圍廣，牽引能力大，防滑能力強等特點。

采機的電器控制箱集多種控制裝置于一起，均布置在此箱內。當采煤機需要行走時，手動外部模擬信號，先傳遞給中心控制裝置PLC，經過它的運算處理，責令執行繼電器工作，使牽引機構解鎖，從而使得制動電磁閥打開，待以正常牽引。當采煤機出現異?；蛞蚬释C時，制動電磁閥因失電復位，從而使運行中的采煤機自行制動，停止牽引防止下滑。采煤機的動力源來自，控制箱內的磁力啟動器，通過遠程控制，在采煤機上完成采煤機的啟動和停止，同時利用磁力啟動器的遠程控制，在采煤機上完成刮板運輸機的停止。外部控制信號的輸入分為三部分。1電控箱門上設置了手動按鈕，手動信號輸入。2左右端頭按鈕站。3是遙控器控制――60米范圍內均有效。以上三部分手動信號皆可直接輸入，均可完成牽引方向的給定，牽引速度的調節，以及左右搖臂的升降。兩臺截煤電機的溫度保護，及兩臺行走電機的電流保護，將適時的把檢測到的信號送到PLC檢測運算，并與所設定的安全數據比對，若有差距，將出現報警或斷電。電控箱控制系統的組成由：控制變壓器，高、低壓熔斷器、控制電源盒、本安電源信號轉換控制器等部件組成。

2、變頻器的原理與先進性

變頻調速系統均采用整體安裝形式，作為采煤機控制牽引部電機的調速驅動裝置，變頻器的工作原理是：先將交流電變為直流電，然后在把直流電變為可調速的交流電。在采煤機的控制箱內，動力源由動力變壓器經交流接觸器供給。變頻器的輸入端經大功率二極管組成的橋式整流電路，經過阻容保護、平波電抗器、以及直流接觸器并聯的限流電阻向濾波電容充電，充電開始時，由于電流較大，所以，限流電阻首先向電容充電，當電流小到一定程度時，直流接觸器吸合，將限流電阻端接，此時電路建立起穩定的直流電壓，再經過逆變電路，將直流電變為變頻、變壓的交流電。

當采煤機沿傾角大的工作面下行而滑動時，或者，減速時間太短時，牽引電動機瞬間工作于發電狀態，電機能量通過回饋二極管回饋給變頻器中間直流回路，當變頻器中間直流回路的電壓值高于內部整定值時，逆變系統開始工作，將變頻器直流環節積蓄的能量通過逆變返回到電網，使電動機處于制動狀態，有效地抵制了機器的下滑。同時，電機回饋的能量返回至電網再利用，并且有效的保護了變頻器的正常工作。變頻器的使用，在機電行列中，對異步電動機的啟動又升華了一個檔次，而且還節省了一部分電能。在過去的時間里，由于科學技術不發達，所生產的晶閘管及一些半導體元件由于質量不過關而用不住。對異步電動機

的調速，部分采用電阻限流啟動，而電阻在電路中又是耗能元件，雖然達到了調速的目的，但是，卻浪費了一部分電能，再者，電阻調速的電動機，啟動轉矩小，適用于小功率，輕載啟動。而變頻調速啟動，采用的是雙閉環，由大功率的晶體閘流管控制。電流、電壓與頻率將隨著閘門的緩緩開啟，使異步電動機穩步啟動。其主要優點是：啟動轉矩大，加速力矩快，起步平穩，實現了恒功率調速，而且，還能積蓄能量返回到電網重新利用。

3、 礦山機電的發展動向

在市場經濟的調節下，煤礦企業為了尋求更好的發展，就需要不斷的提升自身的競爭力，而對于礦山機電的應用就顯得至關重要了。煤礦機電的應用已經很大程度的推動了現代煤礦企業的發展，但是為了適應現代煤礦企業的需求，使其不斷進步，礦山機電必須再上一個新臺階。故礦山機電的發展動向應包括以下幾點：

1）提升礦山機電企業的經濟規模，明確產品的發展方向，使企業走專業化可持續發展道路。

2）提高礦山機電的產品質量，達到國際水平，開拓國際市場，使得我國礦山機電產品走向世界。

3）不斷提高礦山機電的產品性能，質量和可靠性。

4）提升科技能力，不斷的引進專業的技術人才，加強自主研發和創新能力。

采煤機用變頻器，是以半導體元件為核心而構成的靜止機器，為了防止由于溫度、潮濕、灰塵、污垢等環境的惡劣情況，引起的元件老化、壽命短等原因，必須進行日常的檢查與維護。變頻器工作的特點是必須在清潔的狀態下工作，其中還有部分大功耗的管子，在工作時本身發出熱量，必須經過冷卻風扇的強制風冷或水冷方能正常工作。否則，溫度傳感器把超溫信號送至PLC，致使保護動作，從而使運行中的變頻器停止輸出。當變頻器輸出電流達到或超過額定電流的150%時，保護回路動作，停止變頻器的輸出，如果來自電機的再生能量使變頻器內部直流回路電壓上升，達到或超過規定值，保護回路動作，停止變頻器的輸出。

其中變頻器的電子保護功能能檢測定速運行時，若因冷卻功能降低時引起電機過熱，當達到預值85%，即可顯示報警，當達到額定值時，保護回路動作，切斷輸出回路。若變頻器電流、電壓降低，控制回路將不能正常工作，致使電機轉矩降低或溫度上升，因此，當電源電壓降至20%左右時，低壓保護功能將自動切斷負載，停止變頻器輸出。

4、 結語

隨著科技的發展，微電子技術已接近成熟，機電一體化技術在煤礦企業中得到了廣泛的應用，并發揮了巨大的作用，使得我國煤炭企業走向了高效節能、清潔環保的可持續發展道路。在煤礦企業的發展過程中，還會對礦山機電提出更高的要求，從而提高煤礦企業的經濟效益和市場競爭力。

參考文獻

[1]劉晉偉；淺析礦山機電在現代煤礦企業中的運用[J]；科技情報開發與經濟2011（15）

[2]陳學才；機電設備管理在煤礦生產中的運用[J]；經營管理：2010（10）