電氣自動化控制技術在煤礦生產中的應用分析

張曉東

（榆林神華能源有限責任公司，陜西 榆林 719000）

效益和效率是煤礦生產的根本目標，如今煤礦生產規模在逐漸加大，對其技術水平也有了越來越高的要求，以便能提高煤礦生產的控制能力。基于這一形勢，強化電氣自動化控制技術在煤礦生產中的應用則有利于保證煤礦生產的安全。目前，自動化技術在逐步提升自身所涉及的操控精密程度及智能化程度，自動化技術逐漸向功能多樣化、知識密集化和集成化方向轉變。目前，電氣自動化技術有四個核心技術，包括計算機技術、現代控制技術、通信技術、傳感器技術，煤礦生產企業在應用電氣自動化控制技術方面不得脫離這四個核心技術的支持。無論是現在還是未來，煤礦企業的特殊工作環境已經決定了電氣自動化控制技術是煤礦生產中不可缺少的一部分。

1 煤礦生產電氣自動化控制技術應用的特點

煤炭行業是我國一個較為特殊的行業，煤炭作為不可再生能源資源，所以開采過程也非常復雜，是一項大工程。在井下綜合開采時要應用到多種設備，比如，刮板運輸機、采煤機、帶式輸送機、刨煤機等。通過應用這些自動化設備，不僅能采掘豐富的煤炭資源，還能在一定程度上提高礦井的生產能力，也使煤礦的生產條件得到改善。所以，在整個過程中都離不開電氣自動化控制技術。由于集成、綜合是電氣自動化控制技術的主要特點，同時該技術又將技術、儀表、PLC 等多項內容匯總到一起，所以為煤礦生產所提供的控制服務也是多樣化的，在提升煤炭價值的同時也為煤礦企業創造更大效益。

煤礦生產對自動化控制技術一直都有較高要求，可以在多個方面應用，將技術的綜合控制優勢發揮出來。煤礦生產中所應用的電氣自動化控制技術可以分為兩部分，即硬件、軟件，在電氣自動化系統內將其有目的地引入進來，負責監督與控制，使煤礦生產中的安全問題、效益問題得到解決。電氣自動化控制技術應用到煤礦生產中，促使電氣設備保持穩定性并提高設備的工作能力，也促進煤礦生產的效率進一步得到提高。近年來，煤礦生產依托于電氣自動化控制技術，還提出了智能化發展理念，給電氣自動化控制技術的應用帶來壓力，促使煤礦生產朝著智能化方向發展。如今，我國煤礦生產中的供配電基本實現了智能化，但是其安全性仍要靠電氣自動化控制技術來維護。由此可見，電氣自動化控制技術已經成為了煤礦生產中一個重要的組成部分，既能使煤炭生產環境得到改善，還有利于煤礦生產作業質量的全面提高。

2 電氣自動化控制技術在煤礦生產中的應用

（1）采煤、運輸過程中的電氣自動化控制技術應用。煤礦企業從20 世紀80 年代后大幅度提高了產量，對煤礦生產中的采煤過程來說，受采煤環境的影響，一般都有較高的層次化要求，開采時遵循著由厚向薄的原則，并且在開采要應用到電氣自動化控制技術。在具體控制中，主要形式為遠程控制，這樣能準確監督采煤的全過程，還采取遠程發送指令的形式，既監督操作又能控制采煤過程。總之，電氣自動化控制技術可以根據煤層厚度來制定可行性開采方案，有效調整功率，保持高效率的采煤狀態，降低能耗。

目前，我國大部分大中型煤礦都采用膠帶運輸設備作為井下煤礦的運輸設備。膠帶運輸設備的運輸監控系統促使煤礦運輸的高效性及安全性都得到極大提升，隨著以后廣泛應用計算機技術和PLC 技術，再加上DCS 結構系統緊密結合起礦井安全生產系統，促使大幅度提升了煤礦監控技術水平。在此之后，國內一些相關高校還發明了膠帶機全數字直流調速系統，對煤礦企業的生產效率來說，具有極大的促進作用。投入使用計算與工業電視焦點集中監控系統，極大程度上推動我國煤礦事業發展，然而這其中也有不足存在，比如，安全性能的欠缺致使難以滿足生產需求。我國當前所生產的新型脈沖調速裝置采用的多是晶閘管器件構成斬波器。大力推廣這項新技術，促使高效率的斬波器幫助煤礦運輸設備提升安全性和生產效率，以計算機和PLC 技術為核心的新型系統也由此誕生。伴隨著變頻技術的更新發展，以及投入使用交頻同步拖動調速系統，從而促使煤礦生產技術越來越成熟。目前，先進采煤企業和國家大多數都是將PLC 技術作為提升機電力控制方面的核心技術，有助于提升機的安全保護產品向標準化轉變。

（2）煤礦機械中的電氣自動化控制技術應用。應用電氣自動化控制技術的主要目的是考量相關機械設備的運行效率，進而對設計方案進行改良，以確保煤礦機械處于高效的工作狀態，比如，電氣自動化控制技術對液壓設備、采煤機等改良后，再將它們投入煤礦作業中，控制狀態更趨于穩定，還推進了采煤作業的自動化發展。例如，煤礦生產中的液壓系統，在電氣自動化控制技術的作用下，可以保證其穩定性，彰顯高品質的液壓控制。總之，在煤礦作業中，正逐漸擴大電氣自動化控制技術的應用范圍，并且技術也越來越成熟，自身優勢被充分發揮出來。

（3）排水系統中的電氣自動化控制技術應用。電氣自動化控制技術被應用于煤礦的排水系統中，主要是為了排水系統控制能力的提高，使自動化朝著更好的方向發展。以實際操作中的案例為根據，將該技術在排水系統中的作用充分發揮出來，分析在排水系統中的具體應用。第一，以實現排水系統無人操作為目的，并且根據系統對水量的要求，科學合理的去調整水泵的工作狀態，進而能提供及時的自動化調度服務，將水泵調至到變頻狀態，達到節能效果；第二，做好自動保護工作，排水系統在煤礦生產中面臨的危險較高，電氣自動化控制技術可以有效監測排水系統的狀態，能夠做好負壓、過載等預防工作；第三，采集排水系統的各種數據，迅速將它們發送到控制中心，利用電氣自動化控制技術來掌控排水系統的運行狀態，并對其合理調節。

（4）監控系統中電氣自動化控制技術應用。如今，安全監控系統被很多大中型煤礦企業應用其中，同時還分別配備了斷電儀、瓦斯遙測儀、風電閉鎖裝置、紅外線自動噴霧裝置等，應用這些設備使煤礦井下作業的安全性得到了保障，也滿足了煤礦企業的生產需求。但是也要注意到不足之處，由于與這些安全設備配套的傳感器使用壽命短、種類不多，又有大量的日常維護工作，這幾方面原因就對煤礦生產的可靠性造成不利影響，難以保障監控系統的工作順利進行，也難以提高系統的利用率。因此，今后的發展過程中，發展和改造電氣自動化控制設備就成為重點，以此確保煤礦的安全生產。

（5）通風系統中電氣自動化控制技術的應用。在煤礦生產中，通風系統是一項必不可少的內容，能對煤礦生產環境進行優化，從而為煤礦生產提供安全條件。電氣自動化控制技術主要是將可控制的軟件引入煤礦通風系統內，對通風系統的運行實行有目的的控制，自動、半自動等都是用來劃分通風系統的方式，其目的是為了滿足多功能通風系統的實際需求。在通風系統中，應用核心技術，再通過自動化系統的配合，最終有效地控制通風系統，煤礦生產中的通風系統應不斷拓寬其功能，如記憶、報警等，以此達到通風系統順暢運行的狀態。經過電氣自動化控制技術的作用影響后，煤礦生產中的通風系統將多項功能集成應用于一體，使煤礦生產得到安全維護。

（6）供電系統中電氣自動化控制技術的應用。煤礦生產中的供電系統包含多個模塊，應用電氣自動化控制技術能使各個模塊間實現相互配合，以此增強控制和聯系。電氣自動化控制技術可以對供電系統實現輔助監督作用，還能全面收集并分析系統內部的數據，判斷出整個煤礦生產過程中供電系統的運行狀態。比如，按照煤礦生產的需要，電氣自動化控制技術能調整好用電量，合理的控制供電系統中的分閘、合閘，使煤礦生產現場合理用電。

3 結語

綜上所述，電氣自動化控制技術在煤礦生產中占據核心地位，不僅能降低煤炭企業的生產成本，還提高了煤礦的生產效率，對提升煤炭企業的核心競爭力具有重要意義。