煤礦機械設備電氣系統的應用研究

摘 要 本文從煤礦機械設備簡介、電氣系統概況以及煤礦機械設備電器系統的應用角度出發，研究了煤礦機械設備的電氣系統設計原則、電氣系統影響因素、煤礦機械設備電氣系統存在問題與解決策略。與同類研究相比，本文旨在突出研討煤礦機械設備電氣系統應用分析問題的重要性。

關鍵詞 煤礦機械設備 電氣系統 應用 特點分析

一、引言

煤礦開采包括露天淺層的煤礦開采和下井深層開采，兩者都需要保證開采人員的安全以及開采的質量。煤礦開采需要機械設備的輔助，機械設備的重要性顯而易見，而機械設備的電氣系統是機械設備的重要組成部分，所以研究煤礦機械設備電氣系統的應用問題至關重要，這一話題也成為相關學者的研究熱點。

二、煤礦機械設備的電氣系統設計原則

（一）滿足機械設備對電氣系統的需求

安裝電氣系統的目的是使煤礦機械設備能夠高效率協調地工作，所以機械設備的電氣系統最基本的要求是滿足機械設備的所有需求。

（二）優化設計方案

在滿足機械設備對電氣系統的需求的基礎上，還要優化設計方案。一般的電氣系統只是滿足了機械設備的基本要求，在這個基礎之上，可以提出優化設計方案，以節省時間，提高效率，提高安全系數。

（三）協調機械設備和電氣系統之間的關系

機械設備屬于傳統機械設計，而電氣系統屬于控制電氣，兩者有差異也有相同之處，只有處理好運行過程中兩者的關系，才能使煤礦機械設備電氣系統正常運行。

（四）開發新工藝

傳統工藝能夠滿足基礎需求，想要提高效率，節約成本，就必須開發新的工藝，選取正確的元件。

三、采煤礦機械設備的電氣系統影響因素

（一）自然條件

1.露天自然條件。在露天淺層處開采煤礦，影響開采機械設備的環境因素包括溫度、濕度、風速等。在炎熱的環境條件下，要在機械設備、電氣系統中加入冷卻系統；在低溫條件下，一些機械設備的運行條件不滿足，此時則需要預熱處理系統。

2.地下自然條件。在地下進行煤礦開采的條件更為嚴酷，地下開采的機械設備也更為復雜，包括提升機、皮帶傳輸機、采煤機等，這樣使得電氣系統也更加復雜，對環境條件也更為敏感。比如，針對地下潮濕的問題，要求設計的時候考慮這一因素，防止電線電路受潮發生意外。

（二）磁場條件

電線電路布置合理，不僅要防止受潮受熱，而且他們之間存在磁場干擾，所以布置的時候要盡量避免磁場干擾。

（三）機械條件

煤礦機械設備在運行過程中會產生振動、噪音等一系列機械反應，在設計過程中要考慮這些機械條件的因素，防止共振，減少噪音。

四、煤礦機械設備電氣系統的應用分析

（一）煤礦機械設備電氣系統問題

1.煤礦機械設備電氣系統。煤礦機械設備電氣系統包括機械設備和電氣系統，整個運行系統復雜，所以購買的設備必須經過嚴格的檢測標準，如果選擇的設備不合理，則會導致電氣系統無法為機械設備服務，機械設備不能配合電氣系統運行，最終導致系統崩潰，會導致嚴重的經濟損失和意外發生，所以必須嚴格檢測煤礦機械設備以及電氣系統。

2.煤礦機械設備環境。我國煤礦開采分為露天開采和地下深井開采，所以煤礦機械設備電氣系統有的安裝在露天，有的安裝在地下。在不同的環境安裝要考慮不同環境條件下的煤礦機械設備電氣系統設計，在露天淺層處開采煤礦，影響開采機械設備的環境因素包括溫度、濕度、風速等，系統的設計與安裝相對來說比較簡單；地下開采的機械設備則相對更復雜，包括提升機、傳輸機、采煤機等，所以電氣系統也相對更復雜，對環境條件也更敏感，地下一般都比較潮濕，因此在設計的時候要考慮這一因素，防止電線電路受潮發生意外。

3.警報檢測預防。煤礦機械設備電氣系統工作條件惡劣，工作時間長，對于警報檢測以及預防要及時、智能，以此避免意外，甚至煤礦坍塌等事故的發生。

（二）煤礦機械設備電氣系統策略

1.改善監督煤礦機械設備電氣系統。優化改善煤礦機械設備電氣系統的設計，利用PLC等控制技術強化電氣系統的功能，提高效率，加強安全性能。

2.增強全員的安全意識。對于采礦，首先要保證工作人員的人身安全，所以要對所有參與人員進行安全意識教育。對不同工作的員工進行分批培訓，比如對下井采礦人員進行井下工作準則注意事項的培訓教育，對于機械設備操作的員工也要進行相關培訓，要及時預防意外。增強全員的安全意識，平平安安工作。

3.加強監督管理。任何一個部門系統都需要監督管理，只有在監督管理的條件下才會積極有效地完成工作，對于采礦更要加強監督的作用，避免意外發生。首先對于領導要監督設備的選型，避免采購到不合理的設備對采礦這個過程產生負面影響；施工單位要監督操作人員是否安全作業，比如在工地工作不戴安全帽等行為，避免事故發生；設備管理人員要對設備操作工進行監督，避免設備操作不當引起嚴重后果。只有對每一環節進行嚴格監督，才能保證采礦工作安全有效地開展。

4.全面落實責任制度。為了提高煤礦采購的質量以及安全性能，必須實行責任制度，責任到人，每一環節都不能出錯，這樣煤礦機械設備電氣系統的應用才能達到更好的效果。

（三）實踐分析

在實際煤礦開采的過程中，以掘進機為例，對于掘進機的電氣系統控制分析，掘進機的電氣系統包括電機控制系統、油缸控制系統和照明控制系統。電機控制回路是以PLC為中心，信號控制采用通訊實現各個電機的啟動和停止。高壓電接入電控箱，然后與空氣斷路器、熔斷器、電流傳感器、真空接觸器等接觸器相連接，最后與油泵電機、截割電機等連接。油缸控制系統主要包括遙控接收器和控制器，遙控接收器主要用于信號接收并反饋給相應元件；控制器（PLC）對整個掘進機的行為進行控制。煤礦使用高壓電，通過變壓器將高壓電變為照明所要的36V電壓，并與空氣斷路器、熔斷器、變壓器相連接。

（作者單位為中國人民解放軍陸軍航空兵學院）

[作者簡介：李巖，山東臨沂人，本科，電氣工程及其自動化專業。]

參考文獻

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