電氣自動化在現(xiàn)代化煤礦中的應(yīng)用

孫 飛

（陜西省何家塔煤礦，陜西 榆林 719300）

0 引 言

隨著國家的飛速發(fā)展，電氣自動控制技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，特別是其成熟的技術(shù)，在當(dāng)前很多技術(shù)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，大大提升了人們的生產(chǎn)生活水平。煤礦企業(yè)要想提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)相關(guān)設(shè)備水平和人員的技術(shù)能力，對采煤工藝要求越來越高。要想實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高產(chǎn)，必須有效改進(jìn)采礦工藝。由于時下煤礦對電氣自動化技術(shù)應(yīng)用越來越多，煤礦企業(yè)必須充分認(rèn)清煤礦機(jī)電應(yīng)用電氣化的優(yōu)勢，從而借助相關(guān)技術(shù)有效規(guī)避風(fēng)險，有效促進(jìn)煤礦企業(yè)順利開采，實(shí)現(xiàn)其健康持續(xù)發(fā)展。

1 電氣自動化概述

電氣自動化主要是以電氣工程以及自動化理論為基礎(chǔ)，把電氣設(shè)備的有關(guān)信息技術(shù)使用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用、機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)施以及電氣控制理論等，運(yùn)用到生產(chǎn)和電氣操控的相關(guān)領(lǐng)域，從而形成電氣自動化系統(tǒng)，主要對行業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行自動化控制和管理，提高生產(chǎn)效率，確保電氣安全。該項技術(shù)由軟件自動化、硬件自動化和系統(tǒng)自動化3部分組成，技術(shù)實(shí)施后能提升煤礦總體生產(chǎn)效率。電氣自動化在煤礦企業(yè)中運(yùn)用廣泛，大大提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，有力推動了行業(yè)發(fā)展，增強(qiáng)了企業(yè)與企業(yè)之間的核心競爭力，推動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 電氣自動化技術(shù)在現(xiàn)代化煤礦中的應(yīng)用

2.1 在通風(fēng)系統(tǒng)中的運(yùn)用

煤礦企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境和外界相比條件較差。對于煤礦的通風(fēng)自動化系統(tǒng)，可以采用對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理分層、強(qiáng)化分散、冗余等方式，強(qiáng)化煤礦通風(fēng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用與主要方式的設(shè)計。要有效提高自動化通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性，可以通過多套機(jī)械設(shè)備的備用技術(shù)、通信線路光纖傳輸技術(shù)等實(shí)現(xiàn)。煤礦通風(fēng)自動化系統(tǒng)控制軟件的主要實(shí)現(xiàn)方式是VC++與組態(tài)控制軟件。正常情況下，煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)、自動化控制包含的功能應(yīng)當(dāng)全面，通過實(shí)現(xiàn)遙控、遙感以及記憶故障等多種方式和現(xiàn)場報警等多種功能，多方面改善煤礦的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)條件。

2.2 在排水系統(tǒng)中的運(yùn)用

煤礦企業(yè)的排水系統(tǒng)和主要的通風(fēng)系統(tǒng)，是企業(yè)中安全保障體系的重要組成部分。煤礦自動化技術(shù)的運(yùn)用，可極大提升排水系統(tǒng)的實(shí)際性能，有效擴(kuò)展排水系統(tǒng)功能。煤礦企業(yè)的排水系統(tǒng)有實(shí)現(xiàn)自動操作與自我保護(hù)、各類數(shù)據(jù)傳輸、綜合工作模式的控以及加強(qiáng)管理決策等功能。自動操作功能就是沒有人員進(jìn)行相關(guān)的具體操作，排水系統(tǒng)會根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的程序和設(shè)置的相關(guān)要求以及煤礦積水的實(shí)際狀況，對水泵進(jìn)行自動開啟或關(guān)閉等相關(guān)操作，科學(xué)有效地優(yōu)化排水系統(tǒng)的工作方式，從而有效提升實(shí)際工作效率和礦井的安全適應(yīng)度。同時，當(dāng)排水系統(tǒng)處于負(fù)壓時，系統(tǒng)會自動啟用備用預(yù)案，改變工作模式，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。對于數(shù)據(jù)傳輸，自動排水系統(tǒng)將適時的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬷笓]系統(tǒng)，由指揮中心人員實(shí)時掌握運(yùn)行情況，向水泵發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程排水。對于綜合控制功能來講，煤礦自動排水系統(tǒng)不僅要具備相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，還需要具備手動控制等功能。此外，應(yīng)制定相應(yīng)的針對性管理策略，保障排水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和高效的運(yùn)轉(zhuǎn)效率[1]。

2.3 在供電系統(tǒng)中的運(yùn)用

對于煤礦供電系統(tǒng)而言，整體上可以分為4個環(huán)節(jié)：綜合的保護(hù)器、傳輸通道、監(jiān)控分站和地面集控中心。其中，綜合保護(hù)器在系統(tǒng)具有積極作用，不僅可以對供電線路、高壓配電的裝置實(shí)施全面監(jiān)測與監(jiān)控，還可以起到有效的保護(hù)作用。它自身具有遙測、遙信以及遙控等功能。系統(tǒng)中，監(jiān)控分站的主要作用是實(shí)現(xiàn)多方位連接，是一個具體的中間環(huán)節(jié)。監(jiān)控分站不僅可以及時采集自動化系統(tǒng)中的設(shè)備信息，還可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)協(xié)議統(tǒng)一化效果。它還可以在保護(hù)器和地面分站之間傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)兩者之間的互相控制。此外，還可以通過以太網(wǎng)連接監(jiān)控中心與各個電站形成通信互通，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通道，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性；可以監(jiān)控和測試地面數(shù)據(jù)，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄。

2.4 在采煤機(jī)械改良中的運(yùn)用

煤礦設(shè)備的技術(shù)水平可以通過應(yīng)用電氣自動化提高。應(yīng)用電氣自動化后，逐漸出現(xiàn)功率相對較大的滾筒式采煤機(jī)械，在索引系統(tǒng)操作后，可以使鏈條從有鏈條牽引逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o鏈條牽引，運(yùn)用液壓，使掩護(hù)式支架從單一性逐漸轉(zhuǎn)為多功能化。這樣的技術(shù)發(fā)展與時下電氣自動化技術(shù)的運(yùn)用發(fā)展具有不可分割的關(guān)系，因此液壓支架的電液控制技術(shù)在相對發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用。要想實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量的煤礦綜合采集，要對液壓支架電液控制技術(shù)進(jìn)行合理化運(yùn)用。

2.5 采煤過程的人性化

采煤時，煤礦開采的主要工作采集薄煤層。合理化應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，可以監(jiān)控采煤的情況，有效增加生產(chǎn)的安全性。此外，采煤過程更加人性化，符合現(xiàn)代化礦業(yè)的發(fā)展需求。在電氣自動化發(fā)展中，采煤機(jī)械可以對煤層的變化情況以及煤層的薄厚情況進(jìn)行有效開采，從而實(shí)現(xiàn)開采的高效智能化，同時推動電氣自化技術(shù)在煤礦企業(yè)中的有效運(yùn)用，促進(jìn)企業(yè)更好地發(fā)展。

2.6 在現(xiàn)代化煤礦中應(yīng)用新要求

在煤礦采集中，運(yùn)用電氣自動化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)狀況和設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高生產(chǎn)的可靠性和高效性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的最大經(jīng)濟(jì)收益。當(dāng)然，隨著礦業(yè)的發(fā)展，對電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用提出了新的要求，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)性、生產(chǎn)設(shè)備工作的長時性以及礦井環(huán)境的復(fù)雜性等方面。對于生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)性，因煤礦生產(chǎn)是一個龐大的系統(tǒng)工程，在開采和運(yùn)輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)都離不開電氣設(shè)備的有效運(yùn)用，且很大程度上依賴于電氣設(shè)備自動化技術(shù)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。對于長時性的特點(diǎn)，主要是煤礦中要求通風(fēng)設(shè)備必須24 h長時間正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為保證正常采煤生產(chǎn)，必須最大限度降低設(shè)備的故障率，實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，有效掌握其工作情況。此外，煤礦的工作環(huán)境一般相對潮濕、灰暗，有時候還面臨人為管理不當(dāng)?shù)葐栴}，對自動化技術(shù)的可靠性等方面提出了較高要求[2]。

3 電氣自動化在現(xiàn)代化煤礦中的應(yīng)用前景

電氣設(shè)備自動化已經(jīng)逐漸向模塊化、通用化和系列化等方向發(fā)展。對于煤礦機(jī)械設(shè)備的掌控，還需要有效運(yùn)用電氣自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合化的監(jiān)控效果。通過系統(tǒng)監(jiān)控，可以形成一種雙重冗長，可以在智能化背景下進(jìn)行開采。在煤礦生產(chǎn)過程中，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用，使得煤礦的生產(chǎn)更加安全，大大降低了人工工作量，提升了礦業(yè)的總體生產(chǎn)效率。

4 結(jié) 論

在新的歷史發(fā)展階段，煤礦企業(yè)可以通過提高自身競爭力促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展，從而有效提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。電氣自動化技術(shù)的運(yùn)用可以確保煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性，有效提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和煤礦企業(yè)的市場競爭力，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。可見，電氣自動化技術(shù)在煤礦企業(yè)的運(yùn)用具有重要意義。