煤矿机械设备电气自动化的应用

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引言

电气自动化是机械设备发展过程所必须达到的目标之一，也是相应工作升级进步的必然需求。实现电气自动化，要对现有机械设备的薄弱环节形成认识，从机械设备在相关工作中表现出的关键作用点入手，展开机械设备的电气自动化设计或改进。电气自动化又可以称之为电气工程及其自动化，是一个高等的专业，涉及到了许多方面的知识。这些多方面的知识融合而成的产物，就是电气自动化技术的核心。电气自动化技术相关概念早在上世纪就已经提出，20世纪60年代开始在机械设备中进行应用，到20世纪80年代，电气自动化技术的应用已经取得了一定的成果。到目前为止，电气自动化技术的应用领域已经十分广泛，从大型机械设备到小件物品，电气自动化技术都得到了充分应用，也发挥出了很大作用，迅速推动我国科技进步水平。

1煤矿机械设备电气自动化现状及存在问

题根据目前的实际情况来说，电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用并不是很广泛，对于煤矿产业的发展需求来说，电气自动化技术的应用稍显落后。因此，需要在实际工作中，加强电气自动化技术的实际应用。在煤矿机械设备中，电气自动化技术的应用存在不少问题。首先，电气自动化技术应用水平不高，和国外存在明显差距。虽然我国电气自动化技术实现了较大发展，距离世界先进水平的差距不断缩减。但是，电气自动化技术的应用，尤其是在煤矿机械设备等矿山设备中的应用，距离世界先进水平却存在不小的差距。例如，我国采煤机的电气自动化的最大牵引功率仅为500kW，相关牵引设备需要从国外进口，不论是在硬件方面还是软件方面，对国外依赖程度都很高，没有实现独立发展。其次，电气自动化技术的应用存在误区。电气自动化技术应用的目的在于提升煤矿机械设备的运行效率和安全，强化对设备运行作业的监测和控制，提高煤矿作业质量提升经济效益。值得注意的是，只有实现设备安全稳定的运行，才能实现经济效益提升。但是，部分煤企在应用电气自动化技术时，犯了本末倒置的错误，将经济效益放在了首要位置，将设备安全稳定摆在了经济效益之后，这与煤矿安全生产形成了背离。同时，电气自动化技术的应用速度较慢。根据当前的实际情况来看，能源危机不断凸显的大环境下，采煤作业的要求正在不断升高。因此，煤矿作业需要实现电气自动化技术的快速应用，力争在短时间内提升采煤作业的成效，使其符合社会实际需求。但是，电气自动化技术的应用却比较缓慢，往往需要较长时间才能完成。而且应用效果并不理想，需要反复优化完善。这就拖慢了煤矿生产速度的提升，阻碍了煤矿企业的高速发展。

2电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用

1）电气自动化技术在采掘设备中的应用。

采掘设备是煤矿中十分重要的一类设备，除核心的掘进机械设备之外，还有一系列辅助设备。在煤矿采掘作业中，主要是依靠电力作为采掘作业的核心动力源。在采掘设备上，多电机驱动系统应用逐渐广泛，在煤矿生产规模不断增长的情况下，多电机系统的容量也在不断提高，单机牵引功率已经超过了120kW。通过电力作为驱动动力，可以有效提升采掘设备的运行效率和作业稳定性，增强了设备的抗性，缩减了机械设备的维护工作量，优化了采煤作业环节。在电气自动化技术的应用过程中，计算机技术是不可或缺的关键技术。通过计算机技术，能够实现采掘设备的数据采集、处理、分析、故障诊断等多方面的基本功能，促使煤矿机械设备的自动化程度不断提升。在采掘设备不断实现电气自动化的同时，其他相关辅助设备也实现了电气自动化的应用。比如输送设备，传统的输送设备承载力较低、功能单一，难以符合煤矿生产发展进步的实际要求。但是，通过电气自动化技术的应用，输送设备正在向重承载、多功能的方向发展。在某些国家，双速电机已经投入到输送设备中，通过计算机能够对其形成全面监控，及时调整输送设备运行状态。而就液压支架来看，其是保证煤矿生产安全的重要道具，通过电气自动化，就可以使实现高压供液和自动化电液控制等功能，提升液压支架的工作性能，确保煤矿作业安全。

2）电气自动化技术在提升设备中的应用。

我国煤矿的快速发展开始与20世纪80年代，在能源需求迅速增长的背景下，采煤量急剧攀升，这就要求提升设备必须实现大幅升级发展。胶带运输机是主要的厚煤输送设备，为了提升胶带运输机的升级发展，相关企业开发出了工况监控系统，在实际使用中表现出了强大的功能。工况监控系统主要包括了PLC编程技术和计算机技术，将胶带运输机的运行安全保证工作实现了系统化和综合化。不仅如此，基于分散式DCS自动化控制系统，能够对各项设备实现分散式控制，提升了控制系统的容错能力。除此之外，我国还开发出了全数字直流调速系统，通过实际应用，其表现出了十分高效的调速效果，极大优化了输送作业。与之对应的集中监控系统能够对胶带运输机的各个工艺流程进行集中监控，甚至可以通过计算机技术对其建立生产模型，用以预测分析最佳工况，进行设备管理。电气自动化技术还催生处理变频技术，通过变频技术，可以在最大程度上优化煤矿机械设备的运行效率和能量耗用，起到维护机械设备使用寿命和降低采煤作业经济成本的作用。比如，在运输机或提升机中，可以通过变频技术对电机的运转进行变频控制，根据实际作业需求，确保运输机或提升机始终处于最优工作状态，实现能耗降低。

3）电气自动化技术在通风系统和排水系统中的应用。

通风系统是煤矿生产的一个重要系统，相关设备众多，功能意义重大。在通过系统中应用电气自动化技术，需要做好两个方面的工作。第一个方面是做好井下环境监测，即对井下的瓦斯浓度、粉尘浓度等危险因素进行监测；第二个方面是进行通风系统的自动化控制，根据相关监测数据，对通风系统的运行状态进行及时调整，确保瓦斯浓度、粉尘浓度等危险因素能够被控制在合理范围之内，不会对煤矿生产形成影响。排水系统也是煤矿生产的一个重要环节，应用电气自动化技术，主要是实现排水系统三个方面的自动化功能。第一，通过电气自动化技术实现排水系统的自动给水和排水，并且可以对给水量和排水量实现精准控制。第二，排水系统发生故障时，可以自动发现问题并作出警报，同时对故障进行自动处理，防止问题扩大，保证采煤安全。第三，将排水系统的各项工作数据、运行信息全面自动地反馈至地面，汇入煤矿生产总体数据库，以便进行全局工作规划与调度。

3结语

电气自动化技术是机械设备的发展趋势，煤矿机械设备对于实现电气自动化技术的应用更是具有重大的意义。虽然目前电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用还存在一定问题，但是只要认识到电气自动化技术的重要性，并且从采掘设备、提升设备、通风系统等煤矿关键环节入手，则能优化电气自动化技术的应用。

作者：李海涛 单位：山西霍尔辛赫煤业有限责任公司