煤礦電氣自動化特點與應用

魏成崗

摘要：眾所周知，煤礦企業的工作環境一般都十分復雜惡劣，尤其是煤井，有關的機械設備也比較多，更糟糕的是我國機械設備自動化的水平又比較落后，因此，加快煤礦設備電氣自動化技術的發展腳步是目前煤礦企業的關鍵任務。本文介紹了電氣自動化技術在煤礦中的應用特點，分析了電氣自動化在采煤中的應用情況，對實現現代化煤礦長遠發展具有重大研究意義。

關鍵詞：電氣自動化；煤礦；安全；生產效率

電氣自動化技術是推動現代社會飛速進步的核心科學結晶，是企業快速生產工業化的先決條件。在目前大部分的工礦企業中，機械設備的電氣自動化水平得到了大幅的提高，逐步進入了綜合電氣自動化大發展的新時代，電氣自動化技術的應用對于企業的快速生產起到了巨大的作用。目前自動化技術所涉及到的操控精密程度以及智能化程度逐步提升，自動化技術已經更加地向知識密集化、功能多樣化方向和集成化方向靠攏。現代控制技術、計算機技術、通信技術和傳感器技術這四種自動化技術是目前電氣自動化技術的最重要的幾個核心技術，而煤礦生產企業在針對電氣自動化技術應用的方面也不能脫離以上幾種核心技術的支持和幫助。煤礦企業由于其特殊的工作環境和條件，需要依賴自動化技術的成熟應用，而其未來的發展更是不能缺少自動化技術的涉入。

一、我國煤礦生產電氣自動化應用的特點

我國的煤炭儲量十分巨大，是我國主要的能源資源之一。作為一個比較特殊的行業，它具有很多的特點：煤炭作為一種不可再生能源資源，其勘探和開采的過程是一項龐大而復雜的工程，而這個巨大工程中的每個環節都需要自動化設備發揮其巨大的作用。其中在井下的綜合開采設備就包括采煤機、刮板運輸機、液壓支架和帶式輸送機等，全自動刨煤設備主要包括刨煤機、刮板輸送機、薄煤層液壓支架等。這些優秀的自動化設備的應用不僅可以充分地采掘豐富的煤炭資源，同時極大地提升了整個礦井的生產能力，也極大地改善了煤礦的安全生產條件。而將煤資源運送的過程中同樣不能缺少電氣自動化設備的幫助，后續的煤炭洗選過程中自動化技術的應用更能極高地提升煤炭的利用率和價值，為煤礦企業創造更大的價值。

二、電氣自動化在采煤中的應用

（一）通風系統

由于礦井生產條件遠遜于地面生產條件，且通風條件極為惡劣，因此進行自動化系統改造與設計對于改善煤礦生產環境來說是十分必要的。一般來說，綜合運用以太環形網絡、光纖傳輸、多機備用技術等多項自動化技術可以極大提高通風系統的可靠性與安全性，而VC++和組態控制軟件是通風自動化系統中主控軟件，能夠實現煤礦通風系統的精準控制。電氣自動化技術在通風系統中具備以下功能：現場的手動操作、半自動和全自動的控制、遙感、遙測、遙控功能、故障記憶功能、數據顯示功能、冗余功能、現場越線報警功能、擴展功能等。

（二）排水系統

電氣自動化技術在排水系統中的主要作用有：（一）無人操作環境下，電氣自動化技術能夠控制排水系統中水泵的開停時間及工作量，并且能夠通過自動操控其他機械設備，因此能提高整個排水系統的工作效率并減少能耗損失；（二）具備負壓、過載、超溫、軸溫、泄露等保護功能，因而能夠保障排水系統的穩定性，減少維修率；（三）通過自動化控制系統能夠將泵房工作實時數據傳達至相應指揮中心，并記錄排水系統運行狀況，指揮中心根據系統反饋的信息與設備工況做出相應的調節指令，以實現排水系統的遠程控制；（四）結合地面遠程控制、手動控制和本地自動控制3種控制方式，保證排水系統的可靠性；（五）嵌入控制功能能夠根據系統反饋的具體工況提供建議性的管理決策，因此能夠保證排水系統的智能控制水平。

（三）供電系統

煤礦供電系統的自動化包括了綜合保護器、地面集控中心、監控分站、傳輸通道4個部分。其中，綜合保護器的作用主要是用于供電線路和高壓配電裝置的測控和保護。其具體的功能包括遙測，即對電流、電壓、有功、無功和功率因素進行測量；遙信，即判斷斷路器和各種保護動作信號的位置；遙控，即對分、合閘的遠程控制，修改定值和投退保護；遙脈，即與電度表之間遠程通信的實現和遠程集中抄表的完成。監控分站作為供電管理系統中間的環節，能夠起到連接作用，對現場的設備信息進行集成并加以轉換，使其成為協議統一的數據。通過監控分站，能夠實現綜合保護器和地面分站之間的數據控制和通信。傳輸通道是通過冗余千兆以太環網將監控中心和各個變配電所連接起來，具有實時反映系統運行工況、提高網絡的穩定性和抗干擾的能力、優化網絡的性能等特點。地面集控中心具備了實時的監控和監測功能、曲線和報表功能、數據分析和錄波等功能。

（四）采煤機械的改良

改良現有采煤機械是電氣自動化技術的功能應用之一。采煤機由中厚煤層的采煤機發展到大功率、薄煤層、高強率的滾筒式采煤機，從無鏈液壓牽引、有鏈牽引的牽引方式發展到變頻調速和電磁滑差的無鏈電牽引方式。液壓支架的高度從薄煤層和中厚煤層發展到厚煤層，支架的形式由掩護式逐漸發展成為兩柱式高位放頂煤、四柱支撐低位放頂煤、兩柱掩護地位放頂煤等多種液壓支架形式。這些煤礦技術的發展，都離不開電氣自動化的發展。其中液壓支架電液控制系統在德國、美國、澳大利亞等煤炭生產技術較為發達的國家已經得到了普遍的應用，液壓支架電液控制系統將是煤礦綜采工作面實現高產高效的關鍵的技術，將在煤礦的開采中發揮重要的作用。

（五）采煤過程的人性化

煤礦運用采煤機進行采煤的工作進程，一般來說，都是從厚煤層和中厚煤層開始采起，逐漸向薄煤層中開采過去。在開采過程中，薄煤層的開采一直都是煤礦中開采難度較高的煤層，然而薄煤層中的煤炭產量所占煤田總的可開采儲量的比例較大，因此，如何做好薄煤層的開采工作，是當前煤礦企業的煤炭開采工作的重點之一。而電氣自動化技術的應用，能夠進行采煤機采煤工作時的遠程監控，增加了采煤技術的安全性，使得采煤的過程

更加的人性化。在電氣自動化的發展中，采煤機能夠根據煤層的變化情況和煤層的厚度來進行自動的開采，實現了煤礦企業的高產和高效，使得綜合機械化采煤技術也得到了新的發展。

三、提高煤礦生產自動化水平的改進方法

基于煤炭在我國能源結構中的基礎地位，國家非常重視煤炭資源的開發與利用，因此提高煤礦生產自動化水平具有十分重大的意義。一方面能夠改善生產條件，降低勞動強度，另一方面可提高生產效率，減少機電事故率。在國家政策的支持下，各煤礦企業必須加強自動化水平的改進，總的來說，應做好如下幾方面的工作：（一）局部加強支護強度，以減小巷道變形量； 增大綜采面寬變和高度，以增加作業空間，盡快淘汰、更新絞車等基本工具，以提高工作效率；合理使用設備，增設電機電流監視器，以避免特殊工況下電機燒毀；（二）增設導管將回油用來潤滑軸承，以避免通軸軸承在使用中損壞等；（三）做好檢修維護工作，制定并嚴格落實操作、檢修、維護制度及相關的檢修記錄、獎懲機制等，以確保及時維修。

四、結語

目前煤礦生產中的電氣自動化應用十分廣泛，而電氣自動化的應用對于降低企業的生產成本和提升企業的核心競爭力以及提高企業的安全綜合保障能力都有著非常重要的意義和價值，促進電氣自動化行業的發展對于煤礦企業的發展十分重要。而煤礦企業在煤礦生產的過程中，更要積極地去探索和發現電氣自動化技術在實際生產中的應用，以便更好地為企業的發展提供更多的動力。

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