魏成崗

摘要：眾所周知，煤礦企業(yè)的工作環(huán)境一般都十分復(fù)雜惡劣，尤其是煤井，有關(guān)的機(jī)械設(shè)備也比較多，更糟糕的是我國機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的水平又比較落后，因此，加快煤礦設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展腳步是目前煤礦企業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)。本文介紹了電氣自動(dòng)化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用特點(diǎn)，分析了電氣自動(dòng)化在采煤中的應(yīng)用情況，對(duì)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化煤礦長遠(yuǎn)發(fā)展具有重大研究意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；煤礦；安全；生產(chǎn)效率

電氣自動(dòng)化技術(shù)是推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)飛速進(jìn)步的核心科學(xué)結(jié)晶，是企業(yè)快速生產(chǎn)工業(yè)化的先決條件。在目前大部分的工礦企業(yè)中，機(jī)械設(shè)備的電氣自動(dòng)化水平得到了大幅的提高，逐步進(jìn)入了綜合電氣自動(dòng)化大發(fā)展的新時(shí)代，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于企業(yè)的快速生產(chǎn)起到了巨大的作用。目前自動(dòng)化技術(shù)所涉及到的操控精密程度以及智能化程度逐步提升，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)更加地向知識(shí)密集化、功能多樣化方向和集成化方向靠攏?，F(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)這四種自動(dòng)化技術(shù)是目前電氣自動(dòng)化技術(shù)的最重要的幾個(gè)核心技術(shù)，而煤礦生產(chǎn)企業(yè)在針對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的方面也不能脫離以上幾種核心技術(shù)的支持和幫助。煤礦企業(yè)由于其特殊的工作環(huán)境和條件，需要依賴自動(dòng)化技術(shù)的成熟應(yīng)用，而其未來的發(fā)展更是不能缺少自動(dòng)化技術(shù)的涉入。

一、我國煤礦生產(chǎn)電氣自動(dòng)化應(yīng)用的特點(diǎn)

我國的煤炭儲(chǔ)量十分巨大，是我國主要的能源資源之一。作為一個(gè)比較特殊的行業(yè)，它具有很多的特點(diǎn)：煤炭作為一種不可再生能源資源，其勘探和開采的過程是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的工程，而這個(gè)巨大工程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要自動(dòng)化設(shè)備發(fā)揮其巨大的作用。其中在井下的綜合開采設(shè)備就包括采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架和帶式輸送機(jī)等，全自動(dòng)刨煤設(shè)備主要包括刨煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、薄煤層液壓支架等。這些優(yōu)秀的自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用不僅可以充分地采掘豐富的煤炭資源，同時(shí)極大地提升了整個(gè)礦井的生產(chǎn)能力，也極大地改善了煤礦的安全生產(chǎn)條件。而將煤資源運(yùn)送的過程中同樣不能缺少電氣自動(dòng)化設(shè)備的幫助，后續(xù)的煤炭洗選過程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更能極高地提升煤炭的利用率和價(jià)值，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

二、電氣自動(dòng)化在采煤中的應(yīng)用

（一）通風(fēng)系統(tǒng)

由于礦井生產(chǎn)條件遠(yuǎn)遜于地面生產(chǎn)條件，且通風(fēng)條件極為惡劣，因此進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)改造與設(shè)計(jì)對(duì)于改善煤礦生產(chǎn)環(huán)境來說是十分必要的。一般來說，綜合運(yùn)用以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、光纖傳輸、多機(jī)備用技術(shù)等多項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)可以極大提高通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性與安全性，而VC++和組態(tài)控制軟件是通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)中主控軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。電氣自動(dòng)化技術(shù)在通風(fēng)系統(tǒng)中具備以下功能：現(xiàn)場(chǎng)的手動(dòng)操作、半自動(dòng)和全自動(dòng)的控制、遙感、遙測(cè)、遙控功能、故障記憶功能、數(shù)據(jù)顯示功能、冗余功能、現(xiàn)場(chǎng)越線報(bào)警功能、擴(kuò)展功能等。

（二）排水系統(tǒng)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在排水系統(tǒng)中的主要作用有：（一）無人操作環(huán)境下，電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠控制排水系統(tǒng)中水泵的開停時(shí)間及工作量，并且能夠通過自動(dòng)操控其他機(jī)械設(shè)備，因此能提高整個(gè)排水系統(tǒng)的工作效率并減少能耗損失；（二）具備負(fù)壓、過載、超溫、軸溫、泄露等保護(hù)功能，因而能夠保障排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少維修率；（三）通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)⒈梅抗ぷ鲗?shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳達(dá)至相應(yīng)指揮中心，并記錄排水系統(tǒng)運(yùn)行狀況，指揮中心根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息與設(shè)備工況做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)指令，以實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制；（四）結(jié)合地面遠(yuǎn)程控制、手動(dòng)控制和本地自動(dòng)控制3種控制方式，保證排水系統(tǒng)的可靠性；（五）嵌入控制功能能夠根據(jù)系統(tǒng)反饋的具體工況提供建議性的管理決策，因此能夠保證排水系統(tǒng)的智能控制水平。

（三）供電系統(tǒng)

煤礦供電系統(tǒng)的自動(dòng)化包括了綜合保護(hù)器、地面集控中心、監(jiān)控分站、傳輸通道4個(gè)部分。其中，綜合保護(hù)器的作用主要是用于供電線路和高壓配電裝置的測(cè)控和保護(hù)。其具體的功能包括遙測(cè)，即對(duì)電流、電壓、有功、無功和功率因素進(jìn)行測(cè)量；遙信，即判斷斷路器和各種保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的位置；遙控，即對(duì)分、合閘的遠(yuǎn)程控制，修改定值和投退保護(hù)；遙脈，即與電度表之間遠(yuǎn)程通信的實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)程集中抄表的完成。監(jiān)控分站作為供電管理系統(tǒng)中間的環(huán)節(jié)，能夠起到連接作用，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備信息進(jìn)行集成并加以轉(zhuǎn)換，使其成為協(xié)議統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。通過監(jiān)控分站，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合保護(hù)器和地面分站之間的數(shù)據(jù)控制和通信。傳輸通道是通過冗余千兆以太環(huán)網(wǎng)將監(jiān)控中心和各個(gè)變配電所連接起來，具有實(shí)時(shí)反映系統(tǒng)運(yùn)行工況、提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和抗干擾的能力、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能等特點(diǎn)。地面集控中心具備了實(shí)時(shí)的監(jiān)控和監(jiān)測(cè)功能、曲線和報(bào)表功能、數(shù)據(jù)分析和錄波等功能。

（四）采煤機(jī)械的改良

改良現(xiàn)有采煤機(jī)械是電氣自動(dòng)化技術(shù)的功能應(yīng)用之一。采煤機(jī)由中厚煤層的采煤機(jī)發(fā)展到大功率、薄煤層、高強(qiáng)率的滾筒式采煤機(jī)，從無鏈液壓牽引、有鏈牽引的牽引方式發(fā)展到變頻調(diào)速和電磁滑差的無鏈電牽引方式。液壓支架的高度從薄煤層和中厚煤層發(fā)展到厚煤層，支架的形式由掩護(hù)式逐漸發(fā)展成為兩柱式高位放頂煤、四柱支撐低位放頂煤、兩柱掩護(hù)地位放頂煤等多種液壓支架形式。這些煤礦技術(shù)的發(fā)展，都離不開電氣自動(dòng)化的發(fā)展。其中液壓支架電液控制系統(tǒng)在德國、美國、澳大利亞等煤炭生產(chǎn)技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，液壓支架電液控制系統(tǒng)將是煤礦綜采工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的關(guān)鍵的技術(shù)，將在煤礦的開采中發(fā)揮重要的作用。

（五）采煤過程的人性化

煤礦運(yùn)用采煤機(jī)進(jìn)行采煤的工作進(jìn)程，一般來說，都是從厚煤層和中厚煤層開始采起，逐漸向薄煤層中開采過去。在開采過程中，薄煤層的開采一直都是煤礦中開采難度較高的煤層，然而薄煤層中的煤炭產(chǎn)量所占煤田總的可開采儲(chǔ)量的比例較大，因此，如何做好薄煤層的開采工作，是當(dāng)前煤礦企業(yè)的煤炭開采工作的重點(diǎn)之一。而電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠進(jìn)行采煤機(jī)采煤工作時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，增加了采煤技術(shù)的安全性，使得采煤的過程

更加的人性化。在電氣自動(dòng)化的發(fā)展中，采煤機(jī)能夠根據(jù)煤層的變化情況和煤層的厚度來進(jìn)行自動(dòng)的開采，實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)的高產(chǎn)和高效，使得綜合機(jī)械化采煤技術(shù)也得到了新的發(fā)展。

三、提高煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化水平的改進(jìn)方法

基于煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)地位，國家非常重視煤炭資源的開發(fā)與利用，因此提高煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化水平具有十分重大的意義。一方面能夠改善生產(chǎn)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面可提高生產(chǎn)效率，減少機(jī)電事故率。在國家政策的支持下，各煤礦企業(yè)必須加強(qiáng)自動(dòng)化水平的改進(jìn)，總的來說，應(yīng)做好如下幾方面的工作：（一）局部加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，以減小巷道變形量； 增大綜采面寬變和高度，以增加作業(yè)空間，盡快淘汰、更新絞車等基本工具，以提高工作效率；合理使用設(shè)備，增設(shè)電機(jī)電流監(jiān)視器，以避免特殊工況下電機(jī)燒毀；（二）增設(shè)導(dǎo)管將回油用來潤滑軸承，以避免通軸軸承在使用中損壞等；（三）做好檢修維護(hù)工作，制定并嚴(yán)格落實(shí)操作、檢修、維護(hù)制度及相關(guān)的檢修記錄、獎(jiǎng)懲機(jī)制等，以確保及時(shí)維修。

四、結(jié)語

目前煤礦生產(chǎn)中的電氣自動(dòng)化應(yīng)用十分廣泛，而電氣自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和提升企業(yè)的核心競爭力以及提高企業(yè)的安全綜合保障能力都有著非常重要的意義和價(jià)值，促進(jìn)電氣自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展對(duì)于煤礦企業(yè)的發(fā)展十分重要。而煤礦企業(yè)在煤礦生產(chǎn)的過程中，更要積極地去探索和發(fā)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，以便更好地為企業(yè)的發(fā)展提供更多的動(dòng)力。

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