煤矿机械设备电气自动化技术研究

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摘要：叙述了电气自动化技术对于煤矿生产的积极作用及当前中国煤矿机械设备电气自动化发展的不足，分析了电气自动化技术在煤矿机械设备中的主要应用。

关键词：煤矿生产；机械设备；电气自动化；应用

引言

煤矿机械设备是煤矿生产的基础，机械设备的运行效率与安全性直接影响着煤矿生产的整体效率与安全性，传统以人工为主的煤矿机械操作与管理方式，不仅在生产效率方面较为不理想，在井下恶劣的工作环境中也容易造成安全生产事故的发生。将电气自动化技术引进煤矿机械设备运行生产中，能有效解决以上问题。

1电气自动化技术对于煤矿生产的积极作用

1.1促进煤矿安全生产管理水平的提升

煤矿行业的生产活动大部分都要在矿井下完成，矿井下的生产环境往往十分恶劣，且存在着大量危险因素，井下开采作业人员常常要面临着较高的危险，而安全生产是煤矿生产的核心原则，无论在任何情况下，都应以保证井下作业人员的生命安全作为第一要务，这就需要高水平的安全生产管理来予以保障。现代煤矿生产主要是依靠各类机械设备进行采掘、运输等作业操作，对机械设备采取电气自动化的控制措施，不仅能有效降低人员操作所带来的不稳定因素，减少人为因素导致的安全隐患的发生几率，也能减少井下作业及操作管理人员的数量，降低矿井自然灾害诱发生产事故时所造成的人身伤害与损失，从而更好地保障煤矿生产的安全性。此外，电气自动化技术的应用还能提高危险源辨识与控制的有效性，这也能帮助煤矿生产管理人员更好地从源头处增强对风险的控制力度，降低事故的发生率，进而提高煤矿生产安全管理的水平[1]。

1.2提高煤矿机械生产的效率

电气自动化技术的应用能有效实现对机械设备的远程全面监控、远程即时操作，这就能帮助管理者及时发现煤矿机械生产运行中所出现的问题，并通过相应的监控仪表实施等对故障问题进行快速分析，也可根据设备整体情况判断是否需要停工检修，这样就能减少设备发生严重故障的几率，并减少设备检修维护所消耗的时间与资源成本，更有利于保障设备生产的效率，也能提高设备控制的精度，减少了依靠人工操作与管理过程中可能出现的疏漏情况，对于提升煤矿企业生产效益也有着积极的作用。

2当前中国煤矿机械设备电气自动化发展的不足

2.1电气自动化技术应用水平较低

电气自动化技术在中国的发展起步晚，发展速度较为缓慢，这也导致中国煤矿机械设备电气自动化技术的应用水平与国际发达国家相比仍存在一定的差距，虽然近年来国内通过技术研究与创新的加强，一定程度上推动了电气自动化技术的快速发展，但部分关键技术方面仍掌握在国外一些大型企业手中，设备及技术进口依赖依然较高，技术发展及应用的独立性不足。

2.2煤矿电气自动化系统建设效率较慢

当前社会发展及能源危机的大背景下，都要求煤矿要改变粗放式、低效率的生产模式，提高生产及管理的现代化和精细化程度，这些都需要加快电气自动化技术的应用效率来予以早日实现，而中国目前在针对煤矿机械设备的电气自动化系统的建设方面，技术水平与经验仍相对不足，整体建设效率较为缓慢，而电气自动化系统建设与改造还会一定程度上影响煤矿的正常生产，这也就增加了电气自动化技术应用的前期时间成本，导致技术实现的周期较长，也一定程度上限制了电气自动化技术的推广。

2.3在电气自动化技术应用中存在误区

经济效益固然是煤矿企业所共同追求的目标，但保证煤矿生产安全才是煤矿企业长期稳定发展的根本，而一些煤矿企业在电气自动化技术的应用过程中，过度注重经济效益，而忽略生产安全性，将电气自动化建设的重点放在提高生产效率方面，对于安全保障系统及相关设施的建设则较为随意，这样不仅容易导致电气自动化技术对于煤矿生产安全性的保障作用无法发挥，还可能造成安全事故的发生，影响煤矿企业的生产效益，并造成企业外部形象受损，市场竞争力下降[2]。

3电气自动化技术在煤矿机械设备中的主要应用

3.1在采掘机械设备中的应用

煤矿采掘机械设备主要指煤矿掘进机械及其相应的配套辅助机械设备，目前煤矿掘进机械基本都已实现了电力驱动控制，且多电机驱动系统也得到了越来越广泛的控制，随着生产需求的不断提高，掘进设备的电机系统容量也随着不断加大，目前电机系统单机牵引功率已超过120kW，电力驱动的优势在于动力更加稳定且设备运行效率更高，在设备控制方面也更加有效和精准，减少了设备损坏故障的几率，降低了维护检修成本与工作压力，在计算机技术的配合下，实现电气自动化控制后，更能大大提高机械设备数据采集、处理、分析、故障诊断与排除的效率，缩短设备故障维修所造成的停产时间，也能通过计算机的精确参数控制，避免人为不合理操作或过量掘进等情况所导致的安全隐患，更保障采掘作业的安全性。

3.2在运输提升机械设备中的应用

运输与提升机械设备的运行效率与稳定性也是影响煤矿生产作业效率的一个重要因素，煤矿生产中采掘作业面采掘的原煤必须通过运输与提升设备才能从矿井下达到地面，并进行进一步处理。从20世纪80年代开始，中国煤炭的开采量急速增长，在大型煤矿中，胶带运输是输送原煤的主力设备。为满足形势发展的需要，中国大力推动了胶带运输中工况监控系统的研发并取得了重大突破。系统中融合了计算机技术和PLC（可编程逻辑控制器）技术后，实现了保护的综合化和系统化，DCS（分布式控制系统）结构的应用使地面监控得以实现。同时，通过科研人员的努力，中国自行研发了胶带机全数字直流调速系统及胶带集中监控系统，在生产中表现出了卓越的性能。在电气自动化技术不断发展的推动下，交流变频技术也在煤矿领域得到了更好的应用，使得煤矿运输、提升机械设备的调速系统控制水平有了进一步的提高，以PLC技术为核心，实现中心控制，并同时完成提升工艺控制、同路行程控制、安全回路监控等多项功能，更好地保障了运输提升机械设备运行过程中的效率与安全性[3]。

3.3在安全保障设备及装置中的应用

为充分保障煤矿生产的安全性，煤矿企业井下作业还需配备有专门的安全监控与保障系统，如监控监测范围覆盖整个矿井的温度、湿度、瓦斯气体自动监测装置，红外线感应自动喷雾装置，断电仪，风电闭锁装置等，这些安全保障设备与装置的良好运行是保障煤矿生产安全的基础。对于感应装置与监测装置而言，数据的实时回传与及时分析，直接关系到安全隐患能否及时被发现并迅速作出应急处理，基于电气自动化技术的良好应用，不仅能在控制中心远程获取矿井设备及井下环境的实时监测数据，还能通过相关安全保障装置的自动运行及远程控制，确保对相关不良情况的科学处理，保证生产的安全性。

4结语

煤矿设备电气自动化技术的应用不仅能有效提高煤矿生产的效率与经济效益，更能有效保障煤矿机械生产的安全性，同时基于电气自动化技术还能帮助煤矿企业改变生产管理的模式，促进生产管理的现代化与科学化，机械设备电气自动化的高水平运用已成为未来煤矿生产技术发展的必然趋势。

参考文献：

［1］杨盼，蔡任彬.电气自动化技术在机械设备中的应用［J］.黑龙江科学，2015(7)：151.

［2］应洋，温小松.电气技术对煤炭企业综合实力提升的探讨［J］.电子制作，2013(15)：248.

［3］郝宁.煤矿生产中的机械自动化技术之浅见［J］.机电工程技术，2015(8)：188-189.

作者：赵光明 单位：山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局