煤矿机械设备电气自动化技术分析

摘要：分析电气自动化技术对煤矿安全管理和生产效率产生的影响，探讨采掘机械设备、运输提升机械、胶带运输机等煤矿机械设备中自动化技术的应用现状与发展方向。

关键词：煤矿机械设备；电气自动化；影响；应用

1电气自动化技术对煤矿生产的影响

1.1对煤矿安全管理的影响

采煤作业具有高危性，在实际生产中，煤矿企业的经济效益与发展在很大程度上取决于生产的安全性。而自动化技术在煤矿机械中的应用能够有效保障工人生产安全。因此，在煤矿机械设备中，电气自动化技术的应用对煤矿安全生产有着十分重要的影响。此外，煤矿安全的实质就是在范畴之内对风险进行控制。例如以危险辨识为基础来区分危险源，在实际生产中有效控制与管理不安全因素，从源头上消除安全隐患。因此，在采煤工作中，电气自动化技术具有十分重要的应用价值。

1.2对煤矿生产效率的影响

随着现代网络技术的发展，煤矿生产中对电气自动化技术的应用取得了巨大的突破。现代工业控制中，电气自动化技术集多项技术为一体，包括仪表仪器技术、理论控制技术、计算机网络技术以及其他技术，这些技术的综合利用使得煤矿生产得到了改进与优化，同时也使煤矿的生产效率得到提升，对于煤矿生产的安全性也得到综合性的保障。

2煤矿机械设备电气自动化技术的应用

2.1采掘机械设备的电气自动化

现阶段，国内外的煤矿企业在煤矿开采中普遍运用采掘机械设备，传统的牵引方式也逐渐向电牵引转变，装机容量显著提升，尤其是横向布置式多电机驱动的应用为煤矿生产带来了重要的影响。站在煤矿企业的角度，大部分采煤机总装机功率达到了1000kW，有的甚至达到1500kW之多，并且牵引电机功率也增加到至约2×50kW，最高牵引速度可达到30m/min。其中采煤效率较高的有交流电牵引式采煤机，这种设备具有良好的抗污性能，并且后期维护也不复杂，在煤矿企业重有着较高的应用价值。采掘机械控制技术是基于计算机技术对互感器技术加以综合运用，对设备工况进行监测，并实现故障诊断的自动化，这一系统将高效、大功率的采煤机械设备的优势充分的体现了出来[1]。我国煤矿企业使用的采掘机械设备在自动化技术方面相较于发达国家的自动化控制技术，起步较晚，发展滞后，依然存在较大的差距，采煤机多以液压牵引作为牵引与调速手段，这些设备的装机空滤不超过800kW，电牵引最多为830kW。现阶段，我国投入使用的国产电牵引式采煤机只有MG3344-PWD，相关电牵引采煤机也相继得到研发并投入生产。此外，刮板运输机的运输效率也有待提升，缺乏足够的连接强度，输煤量也不高。在电气自动化控制方面，综采设备依然存在诸多缺陷，控制与检测有待完善，必要的故障诊断功能仍然没有得到开发。并且目前我国还没有推广微机控制技术，微型计算机自动控制掘进机的应用起步相对较晚，与发达国家相比依然存在一定差距。

2.2运输提升机械的电气自动化

自20世纪80年代，我国煤矿行业取得巨大发展，在生产规模与产量上也有着很大的提升。一些大中型煤矿企业将胶带运输设备运用到实际生产中，期间相关人员开始研发胶带运输控制系统，并取得了一定的成果。在计算机技术与PLC技术不断发展的背景下，DCS结构与安全生产控制系统得以有效连接，对地面的监控得以实现。并且一些高等院校也针对胶带机数字化直流调速系统进行研发，并在煤矿生产中加以运用，取得了十分显著的效果。实践表明，在工业电视胶带监控系统与计算机技术的结合下，煤矿运输效率得到显著提升。然而保护不过关是胶带自动化需要解决的问题。现阶段，我国煤矿生产中运输提升机的提升方式主要为交流提升，调速方式以转子串电阻为主，应用PLC控制的仅有少部分大型矿井，大部分矿井采取的控制方式依然为继电器与接触器[2]。随着改革开放不断深入，我国引进了近30台SCR-D型号的直流数字化控制提升机，这种提升机的控制方式以模拟线路为主。近年来，基于计算机技术的提升机电气保护装置取得了巨大的突破，此系统使提升机运行更加安全。在电子电气件行业不断进步的背景下，煤矿企业陆续投入使用了部分斩波器，这些设备具有较高的效率，提升机械设备的自动化控制也由此变得更为精确。目前，采煤国家大部分开始在提升机电气自动化技术中融入了PLC控制技术，在该项技术的支持下，对安全回路的全面监测、工艺控制的提升以及同路行程控制等功能得以实现，提升机产品逐渐朝着标准化的方向发展，并且一些煤矿企业在安全部件中采用双线回路，将冗余技术引入到安全监控回路中，全微机监控基本实现，对于提升机运行的安全性与稳定性的提升有着重要意义。其中微机技术引入到故障诊断装置中，使其自动化程度得到进一步提升[3]。

2.3胶带运输机的自动化

PLC是集中控制系统的核心，用户界面包含了控制软件与工业检测，相应的联锁功能也在主控制站中得以实现。首先，联锁功能在地面生产系统与主皮带机之间得以实现，当发生事故时可以有效避免紧急停车的问题。其次，该功能可实现单机、手动、集控以及检修等；再者，电流、胶带速度以及过煤量等数据可以通过上位机监测得以显示，堆煤、打滑、跑偏以及烟雾的故障问题可以从中得到反映，并由故障警示与自动语音报警进行提示。此外，在变频器、电软启动装置以及CST等的配合下，电控设备可以有效控制胶带输送机的传输速度，软停车与皮带软启动得以实现，使重载启动与平稳加速启动的要求得到满足。

2.4安全监控的自动化

近年来，国外一些安全监控系统与相应的制造技术在我国煤矿机械设备中得到应用，并且我国也针对相应的安全监控系统进行自主研发与推广，例如AVI、KJ2、TF200以及K195等等，这些系统大多为DCS，与国际标准相比，这一系统的计算机应用与结构水平具有巨大发展潜力，逐渐与国际接轨。在煤矿生产中，我国很多大型煤矿企业陆续投入使用了断电仪、自动喷雾装置、风电闭锁装置以及瓦斯遥测仪等等，然而，受限于自动监控系统相配套的传感器类型以及质量问题，有的安全监控系统缺乏足够的可靠性，仍需提升整体利用率[4]。

3结语

随着电气自动化技术的发展，在煤矿生产中对该项技术的应用水平得到了有效提升，使得煤矿生产随之更加高效、便捷。然而目前与国外先进技术相比，我国煤矿机械电气自动化水平依然存在较大差距，自动化控制精度有待提升，控制效果也不甚理想。在未来的研究与发展中，应继续着力于提升煤矿机械设备电气自动化水平。

参考文献

[1]贾瑛.煤矿机械设备电气自动化技术的应用研究[J].科技与企业，2013（13）：137.

[2]李新倬.煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].起重运输机械，2016（2）：106-108.

[3]张俊杰.试论煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].机电工程技术，2015（8）：211-213.

[4]高旭芬.探析煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].技术与市场，2015（8）：118-120.

作者：陕飞 单位：西山煤电职工教育中心