淺談電氣自動化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用

張 偉

當前我國大部分煤礦企業(yè)的效率比較低，浪費比較嚴重，有些礦井只是單純引入綜采設備。對傳統(tǒng)生產(chǎn)工作面進行電氣化改造，實現(xiàn)礦井自動化生產(chǎn)，才能從根本上提高效率、降低資源浪費。

1 現(xiàn)階段我國煤礦電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國85%的大中型煤礦企業(yè)都采用了機械化開采工藝。從宏觀角度分析，機械化開采工藝并不是一個單一的生產(chǎn)過程，而是系統(tǒng)化和多元化的過程。當前，我國煤礦在這一方面的發(fā)展取得了一定成就，但與歐美發(fā)達國家還存在一定差距，主要是技術(shù)研發(fā)層面上的差距。我國煤礦電氣自動化技術(shù)水平還處于初級階段，應當?shù)玫秸嚓P(guān)部門和煤礦企業(yè)的高度重視。

2 煤礦應用電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢

1）提高礦井生產(chǎn)的安全性。煤礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣、水文地質(zhì)條件復雜、開采難度大和生產(chǎn)的連續(xù)性對煤礦開采可靠性和安全性提出了更高的要求。現(xiàn)代化的電氣自動化控制系統(tǒng)內(nèi)置高度集成電子元器件、芯片，專業(yè)計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)為煤礦安全運行提供了可靠的保障[1]。

2）降低勞動強度、提高生產(chǎn)效率。相對于傳統(tǒng)的人工開采和單一的機械設備開采方式，電氣自動化控制系統(tǒng)的應用在很大程度上減輕了工人的勞動強度，提高了綜合機械化采煤設備的生產(chǎn)效率。

3）節(jié)約能源，減少人力、物力浪費。電氣自動化控制系統(tǒng)會根據(jù)生產(chǎn)設備的運行情況和實際負荷情況及時進行調(diào)整，使生產(chǎn)系統(tǒng)運行狀態(tài)維持最佳化，在一定程度上減少了生產(chǎn)運行過程中不必要的資源浪費。例如：通過電氣自動化控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)電氣設備軟啟動和平滑調(diào)速、恒減速制動等，減少設備運行過程中帶來的電流、轉(zhuǎn)矩等沖擊，減少設備發(fā)生故障的頻率，使設備長期處于正常工作狀態(tài)。

4）提高采煤效率和煤炭質(zhì)量。現(xiàn)階段部分大型煤礦企業(yè)已引入采煤機自動運行控制系統(tǒng)、實時工況監(jiān)測系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、集成顯示系統(tǒng)和故障預報、診斷系統(tǒng)等自動化和智能化程度高的電氣自動化控制系統(tǒng)。這些自動化系統(tǒng)的應用有效提高了礦井采煤工作效率，保障了采煤質(zhì)量。例如：在采煤機和綜采液壓支架上安裝的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以使采煤機根據(jù)煤層變化及煤質(zhì)軟硬程度自動進行切割、自動調(diào)節(jié)采煤運行速度，同時還對各個受力點和液壓系統(tǒng)的壓力進行動態(tài)監(jiān)測，對綜采液壓系統(tǒng)的壓力及時監(jiān)控檢查。伴隨著電氣自動化控制技術(shù)的深入應用，一定程度上避免人為因素造成安全事故，也有利于提高采煤質(zhì)量。

3 電氣自動化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中的應用分析

1）電氣自動化技術(shù)在煤礦采掘過程中的應用?

當前，先進采掘機械設備的研發(fā)生產(chǎn)和應用，使煤礦大型機械設備的裝機容量大幅提升，推動了綜合機械化采掘設備的技術(shù)更新。部分大型煤礦采煤機的總裝機功率平均達到1000 kW以上，綜合條件好的礦井采煤機的總裝機功率已經(jīng)突破1500 kW。這些由電氣自動化技術(shù)控制的電牽引采煤機展現(xiàn)出的高效率、運行可靠性、維護方便性得到了業(yè)界一致的認同。現(xiàn)階段綜采設備的采掘控制技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心，采用多種傳感器、實時監(jiān)測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)，為高效生產(chǎn)提供了保障。如：采煤機電氣控制系統(tǒng)（見圖1）。

圖1 采煤機電氣控制系統(tǒng)

2）電氣自動化技術(shù)在礦井運輸系統(tǒng)中的應用?

當前，煤礦井下運輸主要采用膠帶運輸設備。運輸監(jiān)控系統(tǒng)的安裝應用大幅提高了礦井運輸?shù)陌踩院透咝裕瑫r隨著計算機技術(shù)和PLC技術(shù)的引用以及DCS結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)與礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)的有效融合，也使煤礦監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)有進一步提高。結(jié)合了電氣自動化控制技術(shù)的膠帶機全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，有效提升了煤礦的運輸效率。計算機與工業(yè)電視集中監(jiān)控系統(tǒng)的使用，彌補了煤礦運輸過程中安全性能的不足。新型脈沖調(diào)速裝置也大幅提升了礦井運輸設備的安全運行效率。

3）監(jiān)控系統(tǒng)中電氣自動化控制技術(shù)的應用保障了煤礦安全生產(chǎn)?

現(xiàn)階段，大中型煤礦在生產(chǎn)系統(tǒng)上安裝了安全監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了瓦斯監(jiān)測儀、斷電儀、風電閉鎖裝置、紅外線自動噴霧裝置等，這些電氣自動化設備的應用有效保障了礦井采掘作業(yè)和運輸環(huán)節(jié)的安全，滿足了煤礦安全生產(chǎn)的需求。實際使用中配套傳感器的種類少、壽命短、安全穩(wěn)定性差帶來后期維護工作量大，對煤礦安全生產(chǎn)造成一定影響。

4 結(jié)語

煤礦生產(chǎn)是一項復雜而龐大的系統(tǒng)，它集掘進、綜采、運輸、通風、供電和瓦斯監(jiān)測等工作于一體，需要大量人力和物力進行管理。隨著電氣自動化技術(shù)和通信網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中會得到更為廣泛的應用。隨著自動化技術(shù)的推廣，它將大大地提高煤炭生產(chǎn)效率，降低勞動強度，確保煤礦的安全生產(chǎn)。

〔1〕吳國良.電氣自動化控制技術(shù)探討[J].中國電子商務，2013（19）.

〔2〕趙 坤.煤礦機械設備電氣自動化技術(shù)的應用[J].城市建設理論研究，2013（13）.

〔3〕耿繼國.煤礦生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)的應用探析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（8）.