淺談煤礦機械設備電氣自動化技術應用關鍵研究

劉佳 胡鑫

摘要：近年來隨著我國經濟和科技的不斷發展，煤礦行業也迎來了新的發展階段。煤礦行業的工作很多時候在地下惡劣環境中進行，所運用的工作設備種類繁多，而傳統的工作模式自動化水平不能滿足實際使用需求，發展煤礦自動化技術已成為現階段企業生產發展的重要方向，在生產經營過程中運用先進的自動化技術能有效提高工作效率，降低員工工作強度，也讓煤礦生產更加安全，促進煤礦企業的健康高效生產。

關鍵詞：煤礦機械設備;電氣自動化技術

引言

我國礦產資源豐富，隨著改革開放的深入，國家生產力得到很大發展。新世紀后煤炭行業發生巨大變化，我國成為世界第一產煤大國。同時安全生產矛盾尖銳，影響礦井安全生產的因素有很多，主要包括井下起火等。瓦斯爆炸破壞作用大，是大火混合型爆炸災害。對煤礦設備工作狀態實時監控非常必要，能保障設備安全可靠運行，減少運行人員離散，為大型設備生產集中控制信息化奠定基礎?，F代化煤礦生產中安全生產離不開自動化控制裝置，電氣自動化控制系統是實現煤礦高效率生產的關鍵手段。如何優化煤礦電氣自動化控制系統設計，提升系統安全性是目前煤礦企業關注的問題。

1主要優勢

經過大量的生產實踐，電氣自動化控制技術的主要優勢主要體現在：①實現了生產的集中控制，提高了生產效率。由于控制過程中采用通信技術，可很方便地對所有設備進行集中控制，大大提高了控制設備的效率。②提升了設備運行的可靠性。在生產中設備實現了自動化運行，減少了人為干預，可避免由人為操作引發的機械故障，而且能避免控制過程中出現的振動問題。③節能效率較高。電氣自動化控制技術是根據設備運行狀態進行控制的，這能使設備的運行性能達到最佳，從而減少了運行過程中冗余現象的發生，有助于節能，對于煤礦企業等大型用電企業，節能具有重要的意義。④設備的安全性更高。一般的電氣自動化控制電路中都裝有保護電路和報警電路，在發生異常時能自動切換到安全狀態，從而保證生產的安全性。煤礦開采是一個特殊行業，對設備的電氣自動化控制要求較高。隨著煤礦生產的現代化，刮板輸送機、采煤機、輸送機、提升機及通風機都要實現電氣自動化控制。電氣自動化控制的應用不僅能大幅度提高煤礦生產效率，還能提升煤礦開采的安全性。近年來，煤礦生產依托于電氣自動化控制技術，智能化發展理念被提出，給電氣自動化控制技術的應用帶來活力，促使煤礦生產朝著智能化方向發展。

2煤礦機械設備電氣自動化技術應用

2.1在采掘機械設備中的應用

現階段，煤礦機械設備電氣自動化技術被廣泛運用于采掘機設備中。作為煤礦機械設備中的最主要和最常見的電力驅動控制，其被廣泛運用于煤礦開采的過程中，在其運用和發展的過程中實現了電力驅動控制系統的改進和優化，產生了多電機驅動系統?，F階段，隨著社會經濟發展水平的不斷提高，傳統的煤礦開采產量已經不能很好滿足社會生產的需求，這就需要煤礦進行技術改進和更新，從而提高煤礦生產的效率。在這個過程中推動了電機系統容量的發展，而且新的電力驅動系統自身具備原有的驅動系統所不可比擬的優勢，例如在使用的過程中表現出更強的穩定性，能有效提高機械設備的工作效率，同時運用電力驅動系統能實現對設備的監測和控制，從而避免設備在使用的過程中會受到來自外界的干擾，以此來有效降低設備的損壞程度，延長設備的使用年限，同時可以大大縮減投入于設備維修的資金和成本。在進行自動化控制的過程中會運用到計算機技術，這一技術的運用提高了獲取數據的可靠性和時效性，而且其在使用的過程中縮減了分析時間，排除了人為因素的影響，從而提高了故障排除的效率和質量。

2.2電氣自動化煤礦在運輸系統中的應用

在控制系統內可以采用PLC技術作為控制核心，設置用戶管理界面和工業監管系統，實現對設備的自動化控制，其連鎖功能主要有以下幾點：第一，通過在煤礦生產系統工作和運輸皮帶設備間設置連鎖功能，保證在出現問題時能進行停止。第二，控制方式可以采用單機控制、手動操作、集中控制等多種工作方式，便于工作人員操作，減少工作時間。第三，通過上位機檢測能有效反應電流變化、膠帶運轉速度、實時煤量等數據，同時也能反映出工作中出現的打滑、偏移、堆煤、煙霧等現象，并做出及時的預警，能有效提升工作的安全性。第四，電氣設備也能與電控設備和變頻器、CST、電軟啟動設備靈活配合，在對運輸速度控制中也有良好的發揮，實現軟停車和軟重啟，減少故障的出現，提升整體工作效率。在煤礦實際開采的過程中，運輸人員的勞動強度是非常高的。所以，基于運輸系統而實現的電氣自動化控制能夠有效降低勞動力的損耗，進而提升煤礦生產開采的效率。電氣自動化控制能夠實現對煤礦電力系統的有限控制，能夠有效減少人為造成的電力事故。例如，膠帶機具備重要的運輸作用，對其運輸作業進行有效的管控與檢測非常重要。以可編程控制器為核心的控制設備可以實現對運輸系統的有效控制，進而對設備的運行狀態進行實時的監測，并把數據及時傳送到地面監控中心，這樣可以確保整個運輸系統的安全。

2.3皮帶輸送機的電氣自動化控制

皮帶輸送機是煤礦井下重要的煤炭運輸設備，需對其運行過程中的異常情況進行監測，例如跑偏、打滑及撒料等。由于皮帶輸送機的運行距離比較長，依靠人來巡視皮帶的運行情況工作量非常大且效率非常低。為此，對煤礦皮帶輸送機進行電氣自動化控制。電氣自動化控制的核心是對皮帶輸送機的電機進行調速，并對皮帶機運行狀態進行監測。在進行控制時，可采用PLC加變頻器的方式完成。對皮帶輸送機采用電氣自動化控制技術的主要優點有：①可對皮帶輸送機運行過程中的異常情況進行監測，減少安全事故的發生。一旦發生異常情況，電氣自動化控制系統會發出警報并進行動作。②使皮帶輸送機更加節能，提高設備運行的經濟性。電氣自動化控制系統能根據皮帶輸送機運輸煤炭的質量自動調整設備運行速度，盡量減少設備功率的浪費。

2.4電氣自動化在變電站系統中的應用

供電設備是煤礦機械設備的動力來源，構建電氣自動化工作模式的變電站對于生產有重要意義。在350KV變電所工程中有重要的發揮空間，根據煤礦生產動力需求對變壓器、35線路使用集中組屏控制方式，并在控制內安裝后臺控制監管系統，實現電力系統的自動化監管，讓變電站工作操作起來更加便捷。電氣自動化技術應用在變壓器成套保護機械設備中，這種方式主要有變壓器差動保護設備MTPR-110SD和綜合型控制設備MMCU-10H等裝置。這樣的控制方式能對相間短路和匝間短路等故障進行安全應急控制。同時使用電氣自動化技術能對超負荷、過流、接地短路進行安全保護，也能對變壓器溫度、瓦斯量、壓力等進行有效控制，實現對變壓設備的保護工作。對于高功率線路保護方式是采用MLPR-10H2型保護裝置，在保護系統中還配有1臺PT切換裝置和低壓保護設備MPTS-10H，這種方式能有效實現雙母線和單母線主接線PT轉化。同時也實現了兩段母線保護、絕緣、相互切換的目的，能控制監管兩段沒有關聯的母線。

2.5在安全保障設備中的應用

煤礦機械設備電氣自動化技術還被廣泛運用于安全保障設備中，大大提高了煤礦生產的安全性。這要求煤礦在運用自動化技術的過程中要做好監管工作，并制定詳細的安全保障措施，以此來提高煤礦生產的安全性。例如，在井下作業的過程中需要安裝兼有測量溫度、濕度和電流的裝置，在進行設備安裝的過程中要注重保證其性能，其中主要是監測和感應裝置獲取數據的時效性。

結語

在國民經濟不斷發展下，煤礦技術得到很大發展，使用電氣自動化控制技術提升煤礦生產效率。本文對電氣自動化控制系統分析，煤礦企業應用PLC自動化控制系統，對促進煤礦企業健康發展具有重要意義。應根據煤礦生產需求，確保各方面指標符合相關標準。隨著電氣自動化控制技術的發展，煤礦電氣設備向自動化控制方向發展。煤礦自動化控制系統優化設計可以降低成本，只有加快系統創新發展，提高電氣控制系統工作效率才能保證電氣自動化監控。

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1.沈陽焦煤股份有限公司供電管理處 ?遼寧省沈陽市 ?110100;

2.遼寧能源煤電產業股份有限公司 ?遼寧省沈陽市 ?110122