矿井供电交流材料范文

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关键词:煤矿 井下 漏电 危害 预防

煤矿井下空气比较潮湿,电气设备和电缆的绝缘容易受潮,再加上井下空间相对狭窄,掩饰（煤块）垮落和矿车掉道时有发生,电气设备和电缆的绝缘也易遭到机械损伤,因而发生漏电和触电的可能性远比地面大。漏电的存在不仅会增加触电的危险,而且是引起井下沼气煤尘爆炸、提前引爆电雷管以及酿成井下电火灾的重要原因之一。由此可见,为确保煤矿安全生产,对井下的触电和漏电,必须有完善的防护措施。

1、煤矿井下电网漏电的原因

煤矿井下漏电主要是交流电网漏电和直流杂散电流,此两种漏电造成的危害最大。

1.1 交流漏电的原因

井下产生交流漏电的根本原因是由于电网绝缘电阻降低所造成的,具体来说主要有以下几个方面的原因:

(1)对电气设备、电缆的检查维护部及时,使用操作不当。1)电缆在井下被砸,过分弯曲而使电缆外皮出现裂隙。2)开关、电动机受潮或进水,而使绝缘降低。3)设备、电缆不能定期升井检修干燥,常年在井下使用使绝缘降低。

(2)电气设备、电缆选择不合适,造成长期过负荷而发热使绝缘下降。

(3)两台变压器并联,电缆线路长度太长,开关、电动机等设备台数很多也会使绝缘电阻下降。

1.2 直流杂散电流的产生的原因

煤矿井下杂散电流分为直流和交流两种,但以直流杂散电流较严重。直流杂散电流主要是由电机车的牵引网络所致。

在电机车牵引网路中,轨道是作为回电的导电体,处负荷状态。即电流时通过牵引变流所得正极,流向架空线,经电机车流向轨道,返回牵引变流所的负极,构成牵引网路的供电回路。因为轨道与大地是接触的,轨道之间也有接头间隙、井下的路基及空气较为潮湿,所以总有一部分电流流向巷道的四面八方。而管路和电缆与大地也不是绝对的绝缘。所以它们就构成了牵引网路外的导电体,也经管线和电缆返回牵引变流所的负极,即整个井下大巷是一个空间电流场,这些经管路、电缆外皮及大地流回牵引变流所的电流即为杂散电流。

2、漏电的危害

电网漏电又分为集中性漏电和分散性漏电。集中性漏电,是指在变压器中性点不接地的电网中,由于电网某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整条线路或整个电网的绝缘水平降低,而沿整条线路或整个电网发生的漏电。无论是集中性漏电或是分散性漏电,漏电电流增大,都会增加人身触电和引起沼气煤尘燃烧爆炸的危险。长期漏电,会使绝缘发热、老化,进而扩大成两相短路。此外,漏电发生在爆破作业的工作面附近,由于漏电电流在它通过的路径上要产生电压降,漏电电流越大,电压降也越大,因而当电雷管两端的引爆线不慎与漏电电路上具有一定电位差的两点相接触时,就可能造成电雷管先期爆炸事故。因为井下漏电具有以上各项危害,所以煤矿井下必须要有漏电保护。简单地分为以下几种:

(1)人身触电。当电气设备的外壳受到损坏而不能产生绝缘作用时,而工作人员又接触此外壳时,就可能发生人身触电事故。此时入地电流的一部分将从人体流过,其数值达到一定程度就会给造成工作人员带来伤害,甚至威胁他们的生命。

(2)引起短路事故。据有关部门统计,约有30%的单相接地故障发生为短路,从而造成更大的电气故障。

(3)引爆电雷管。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差,如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触,就可能引爆电雷管,发生爆炸事故。

(4)引起瓦斯及煤尘爆炸。我国大部分煤矿都有瓦斯和煤尘爆炸的危险,当井下空气中瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且有能量达到或超过0.28mj的点火源时,就会发生瓦斯或煤尘爆炸。

(5)引起火灾。长期存在的漏电电流,尤其是两相经过渡电阻接地的漏电电流,在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热,使绝缘进一步损坏,甚至使可燃性材料(如非阻燃性套电缆)着火燃烧。

3、预防漏电的措施

(1)加强煤矿井下电气设备的管理和维护,工作人员应定期对电气备进行检查和试验,性能不达标的立即给予更换。确保设备的达标率为100%。

(2)将带电导体、电缆接头和电气元件等,都封闭在坚固的外壳内。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置,采取这一措施能有效地防止因带电检修造成的人身触电事故。

(3)对于那些不能封闭在外壳内的带电裸导体,如电机车用的架空导线应按照《煤矿安全规程》第三百六五十条规定:应将其安装在一定的高度,以避免人身接触可能。

(4)加强手持式电动工具把手的绝缘。这类把手在正常时本来是不带电的,但是当带电部分的绝缘损坏时,手便有可能带电而引起触电事故。因此必须在把手上再加一层绝缘套,以形成双重保护。

(5)对人员接触机会较多的电气设备,采用较低的额定电压。例如手持式电钻、 照明设备及信号装置等的额定电压不得超过127V,而井下各种电气控制回路的额定电压则限制在12～42V安全电压内。

(6)井下配电变压器的中性点禁止直接接地,以减小漏电或触电电流。井下若采用中性点直接接地的供电系统,则发生漏电或人身触电的情况就有所不同,此时,漏电或触电电流入地后就直接经过接地极回到变压器的中性点。由于接地极的电阻很小(数欧姆),使得电源相电压几乎全部加在漏电过渡电阻或人体电阻上,危险性极大。

4、结语

总之,煤矿井下电网一旦发生漏电,将会给煤矿带来极大地灾害,必须认清漏电产生的危害,并熟练掌握相关的预防措施,坚持不懈地用用漏电保护装置,以确保井下用电的安全,从而促进煤矿健康、安全、和谐、持续发展。

参考文献

[1] 刘思沛,聂文龙等.煤矿供电[M].煤炭工业出版社,1980．

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[关键词]供电基本要求 系统分类 安全用电常识

中图分类号：F842 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0056-01

1 矿井供电系统的分类和等级划分

1.1 供电系统的分类 在满足电力用户对供电可靠性要求的同时，又照顾供电的经济性，这是合理的供电原则之一。无论在国民经济中还是煤矿企业中，不同的用电户对供电的可靠性要求不完全相同，因此通常将它们分为三类：一类负荷、二类负荷、三类负荷。

一类负荷：凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国民经济带来很大损失者，均属于这一类。显然煤矿属于一类负荷。煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯、医院等也都属于一类负荷，又称保安负荷。因此是煤矿中最重要的用户，要求供电绝对可靠。为此，对这类用户的供电，必须设有备用电源和备用供电线路。

二类负荷：凡因突然中断供电会造成大量减产者。如煤矿中专门用于提升煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区变电所等。

三类负荷：凡因突然中断供电对生产没有直接影响者。

1.2 供电电压等级的划分 目前，煤矿井下采用交流电电压等级有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。

6000V―为矿区内高压配电电压或动力电压。

660V―为井下低压配电电压或动力电压。

1140V―为采煤机的专用电压。

127V―为井下照明、手持式电钻的电压。

36V―为控制电压，也叫安全电压。

直流电压有：250V或550V为井下架线电机车的电压。

2 井下电气设备的三大保护

2.1 过电流保护 过电流简称过流。凡是流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流。

电气设备和电缆出现过流后，一般会引起它们过流，严重时会将它烧毁，甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。由此可见，电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种。

2.1.1 短路 短路是指电流不经过负载，而是经过电阻很小的导体直接形成回路，其特点是电流很大，可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍，甚至更大。因为电流很大，发热剧烈，如不及时切除，不仅会迅速烧毁电气设备和电缆，甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾，还会引起瓦斯、煤尘爆炸。

2.1.2 过负荷（过载） 过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值，而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。

电气设备和电缆过流后，绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加，发热加剧。如果过流的延续时间很短，不超过允许的时间，电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度，因而不会被烧毁，允许继续运行，这种情况称为允许的过载。但是，如果延续时间超过了允许的时间，电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路故障，因此也要加以预防和保护。

引起电缆和电气设备过负荷的原因，主要有两个方面：一是电气设备和电缆的容量选择过小。另一个是对生产机械的错误操作，此外，电机的端电压过低或电机堵转时，将长期通过电机的启动电流，因而是最严重的过负荷。

2.2 漏电保护 电网的漏电又分为集中性和分散性漏电。集中性漏电是指在变压器中性点不接地的电网中，由于某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整个电网或整条线路的绝缘水平降低，而沿整条线路或整个电网发生的漏电。

漏电的危害：①增加人身触电的危险；②增加引起瓦斯、煤尘爆炸的危险；③可能造成电雷管先期爆炸事故；④可能引起电火灾；

漏电保护的类型有漏电闭锁和漏电跳闸两种。

所谓漏电闭锁，是指在开关合闸之前对电网的绝缘电阻进行检测，如果电网的对地绝缘电阻值低于规定的漏电闭锁动作电阻值，则使开关不能合闸，起闭锁作用。其多装在用于直接控制和保护电机的磁力起动器上。漏电跳闸保护通常是由检漏保护装置配合自动开关来实现。

2.3 保护接地 保护接地就是把电气设备的金属外壳和框架，用导线与埋在地下的接地极连接起来的一种保护措施。转贴于 233网校论文中心 http：//

2.3.1 保护接地的作用：主要起着分流的作用，可以减少通过人体的电流和产生电火花的能量，从而避免人身触电事故和瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。

2.3.2 保护接地网 从保护接地的原理可以得知，保护接地装置的保护作用是否可靠，关键在于是否能将它的电阻值降低到规定的范围以内。我们通常把单个电气设备的接地极称为局部接地极。在安装时也要采取一些措施来降低接地极的电阻。但仍往往降低不到需要的数值，使它满足规定的要求。因此为可靠地预防人身触电和瓦斯、煤尘爆炸事故的发生，对井下电气设备要求建立保护接地网。

2.3.3接地保护研究

电气接地本身是一个大概念，按其作用分为电气功能性接地和电气保护性接地两大类。电气功能性接地是保证系统能够成立.设备能够正常运行所必须的，例如变压器中性点接地.电子设备专用工作接地等。电气保护性接地是保证系统和设备运行安全及保证相关人员与财产安全，如防雷接地.用电设备正常不带电金属部分接地.架空线N线重复接地等。在保护性接地概念中，用电设备可以分为接零和接地两种保护性接地形式。有些现场施工人员对于接地（接零）和辅助等电位联结的概念容易混淆，其实两者并不是一个概念。

保护接地（接零）的范围是：①变压器.电动机及电器；②电力设备的传动装置；③室内.室外配电装置的金属构架.钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；④配电装置与控制装置的框架；⑤电缆的金属外皮及电缆接线盒.终端盒；⑥电力线路的金属保护管.各种金属接线盒（如开关.插座等金属接线盒）.敷线的钢索及起重运输设备的轨道；⑦在非沥青地面场所的小接地短路电流系统架空电力线路的金属杆塔；⑧安装在电力线路杆塔上的开关.电容器等电力设备及其支架等。

3、结束语

煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃、易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、空间狭小、机电设备启动频繁等，因此，对煤矿进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高煤矿经济效益和保证安全生产方面有着十分重要的意义。作者简介：石金森，男，39岁，大专学历矿山机电专业，现在龙煤集团鹤岗分公司益新煤矿机电科任主任工程师，主要从事矿井高压供电及井下采掘区低压供电方面的技术管理工作，工作期间主要参与了新一变电所搬迁期间益新矿高压供电线路调整改造工程，新副井高、低压配电室安装工程，益新矿北部配电所低压配电室的安装工程，益新矿C扩主扇热风炉供电系统改造工程，中部广场辅助电缆桥架设计安装等工程，通过各项工作的开展，在矿井安全、高效供电方面积累一定的经验。

参考文献

[1] 张学成，工矿企业供电，2005（2）.

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【关键词】煤矿；杂散电流；有效控制

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、前言

在生产过程中安全的保证是最为重要的，在煤矿井下相关工作进行中，杂散电流是影响其安全施工的重要因素，相关部门必须加强对其的重视，为安全施工的实现提供条件，本文就煤矿井下杂散电流有效的控制方法进行讨论。

二、对煤矿井下杂散电流的相关讨论

矿井杂散电流是指在规定的电路或意图电路之外流动的电流。矿井杂散电流主要产生在采区，它对矿井安全生产及设备的正常使用会产生很大的危害，不仅能导致雷管发生早爆现象，还能引起瓦斯爆炸，腐蚀电缆外皮和风、水管路，甚至导致井下漏检装置发生误动作，影响井下通信系统。据统计，在我国煤矿机电事故中，杂散电流引发的火灾和瓦斯爆炸事故占25％～35％。因此，研究相应的检测方法对矿井杂散电流的防治具有重要的现实意义。目前，国内外在杂散电流检测方面使用较多的是基于极化电位检测的标准半电池电位法，这种检测方法的准确度和稳定性受参比电极的寿命和稳定性等因素的影响，而且检测对象也以城市埋地管道和铁轨为主。近年来，基于磁光效应的杂散电流检测法是杂散电流检测研究的一个新方向，但是光纤缠绕式的检测方式会受到井下各种环境因素的制约，对井下因电缆漏电和电磁感应产生的杂散电流并不适用。基于磁阻效应的杂散电流检测法是一种非接触式的检测方法，我国在地面及管道杂散电流检测和防腐方面已有初步应用但在井下应用较少。

三、杂散电流的危害

1、出现瓦斯煤尘的爆炸。

因为瓦斯等气体会出现在煤矿井下，与此同时，也存在着煤尘，如果矿井的通风性比较差，从而使得煤尘和瓦斯等积聚，这就会导致爆炸事故的出现。这样，混合气体当中会引进电火花，从而出现瓦斯煤尘的爆炸。

2、馈电开关和漏电保护设施的误动作

在矿井作业的时候，倘若电机车离采区比较远，通过绝缘电阻的杂散电流就会到达低压电网，且经过零序电抗线圈和三相抗电器流到继电器，最后流到接地网，且通过电点回流向负母线回流。这样，在当电流通过继电器的过程中，会在瞬间加大继电器线圈的电流，进而出现馈电开关和漏电保护设施的误动作。

3、金属的腐蚀

因为在大地流入杂散电流之后，电缆外皮与金属管道的电阻值比较小，所以在电缆与金属管道的外皮当中会流入电流，倘若在回电点的位置流出电流，然后通过电缆外皮与金属管道到达大地，再到达轨道，此时，阴极区(电流流入)在电缆与管道的一侧形成，而阳极区(电流流出)在电缆与管道的另外一侧形成，这样，电解槽就在轨道与管道大地形成，从而导致金属的腐蚀。

四、加强对煤矿井下杂散电流控制的有效方法

1、加强检测系统的建立

（一）基于磁阻效应的散乱电流检测系统

（1）测量方法根据《井下牵引网络杂散电流防治技术规范》(以下简称规范)规定的井下各地点的杂散电流允许值，又按牵引网络电压降和轨道接缝电阻的设计要求，对澄合矿务局下属的某煤矿测试点进行连续多次测量(井下火药库、煤仓、巷道、采取工作面、掘进面)，并进行杂散电流评估。

根据图1的简化电路，按式(1)计算出杂散电流值。决定杂散电流IS的因素是:整流变输出总的电流IT;机车到整流变的钢轨电阻RN;钢轨对地绝缘电阻RS;机车电阻RL。由式(1)可知，只要减小IT和RN，或增大RS，便可减小杂散电流IS。

测试方法如图2所示，使用SL8086型矿用杂散电流测定仪测量，仪器的X1端子接钢轨或金属护网，X2端子接总接地网，记录其最大值。

架空线路电压降可用精度为0．5%+3的数字万用表进行测量，红表笔接架线，黑表笔接钢轨。钢轨接缝电阻要用两块规格一致、精度为0．5%的电磁系毫伏表同时测量1m钢轨(包括接缝和不包括接缝)的电压，测量方法见图3。测试前要用锉刀打磨钢轨露出金属光泽测量，否则会因阻抗增大而影响测量结果。

根据规程，轨道接缝电阻值按式(2)计式中，V1为1m钢轨(包含接缝)电阻上的电压降，mV;V2为1m钢轨(不包含接缝)电阻上的电压降，mV;R为1m钢轨的电阻值。

加强检测系统的建立2.1基于磁阻效应的杂散电流检测系统的系统原理磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象［7］。磁阻传感器是根据磁性材料的磁阻效应制成的，可以分为半导体磁阻式传感器和薄膜磁阻式传感器。

磁阻传感器内部有一个惠斯通电桥，当磁阻传感器置于外部磁场中时，根据磁阻效应的原理，4个桥臂的电阻值会发生变化，磁性金属电阻的变化就会转变成差分电压信号输出，值为式中：

VCC为电源电压；R1，R2，R3，R4为电桥电阻在外部磁场作用下的值。

在测量范围内，电桥的差分输出与外部的磁场强度成线性关系，即（式中：K1，K2为常数；B为外部磁场强度。

通过磁阻传感器检测杂散电流在检测点处产生的磁场强度B，然后用公式推算出相应位置的杂散电流I，当导线、电缆或管道为无限长时，I的推算公式为式中：

r为杂散电流发出点到磁阻传感器之间的直线距离；μ0为真空磁导率。

（2）系统设计

系统结构基于磁阻效应的矿井杂散电流检测系统硬件电路包括磁信号检测电路、传感器电路、单片机模块、RS485通信模块、电源模块等，如图所示。磁信号检测电路将电流磁场信号转换成差分电压信号，传感器电路对其进行差分放大和滤波，处理后的信号进入单片机C805F020实现模数转换及实时存储功能，RS485通信模块将数字信号传输给监控中心，实现磁场和电流的实时显示。

磁信号检测电路磁信号检测电路选用HMC1001/2磁阻传感器。HMC1001为单轴型，HMC1002为双轴型，它们相互搭配可以同时检测3个方向的磁场，HMC100/2检测的磁场范围为±2*10-100，单轴分辨率为27*10-10t。

HMC1002是由2个垂直的HMC1001搭建而成，每个HMC1001内置一个置位／复位电流带和偏置电流带。置位／复位电流带的作用是使传感器输出电压反相偏转。当给传感器施加置位脉冲后，输出按照正斜率线作出响应；当施加复位脉冲后，输出按照负斜率线作出响应，这样可以保证传感器得到最佳的灵敏度，单轴传感器的输出曲线如图3所示，其中交点O为调零零点。偏置电流带产生的偏置电流用以抵消每轴的干扰磁场，偏置电流带每产生50mA的电流，可提供10-4T的磁场，以此来计算检测现场每轴需要添加的偏置电流，偏置电流带阻值在3．5Ω左右。

软件设计系统软件用C语言和汇编语言编写，程序主要有两部分：一部分包括传感器信号采集、滤波、分析计算和显示等程序；另一部分包括系统时钟、频率、A／D模块、晶振电路、定时器参数设置程序和其他中断的入口子程序等。

（二）基于嵌入式TCP/IP协议单片机技术的检测系统

（1）在目前的煤矿监测系统设计中，系统通信方式基本上是以光纤的工业以太网有线网络为主体并结合现场总线技术。该网络具有传输方式稳定、传输速率高等优点。但是在煤矿特殊区域中，如废弃的矿井、开采面以及狭小巷道等工作面，对这种有线的传输方式提出了很大挑战。这些区域存在着大量的不确定非安全因素等，发生事故时容易对有线网络造成致命的破坏，不利于井下环境的实时监测。ZigBee网络具有自组织、低功耗、结构简单、成本低等特点，采用无线传感网络实现煤矿监测系统设计，可以很好地解决井下近距离通信问题，保证数据传输的持续性、系统的可靠性。杂散电流监控系统分为两大部分，一部分为现有杂散电流监控系统，第二部分为扩展杂散电流监控系统。本文将对扩展杂散电流监控系统进行设计。扩展杂散电流监控系统由两部分组成，第一部分为ZigBee无线传感网络，实现杂散电流检测、转换与数据传输;第二部分为由ARM11构成的嵌入式网关，实现ZigBee与TCP/IP或CAN等多种协议间数据转换。ZigBee网络包含以下3种设备:①协调器(PANcoordinator)，负责建立和维护网络，承担无线网络与网关的连接;②路由器执行路由功能，也称全功能设备(fullfunctiondevice，FFD);③终端节点作用为执行基本功能，也称精减功能设备(reducedfunctiondevice，RFD)。

（2）ZigBee网络节点硬件设计①杂散电流检测信号处理电路由于杂散电流含有直流杂散电流与交流杂散电流，因此，采用探针法与近参比法相结合的方法测取杂散电流波形，并通过电压信号的形式反映出来。在杂散电流检测信号处理电路中，低通滤波电路与LM324AD电压跟随电路组合成一阶低通有源滤波电路，在信号放大前滤波，防止噪声进入放大器。低功耗高精度单电源供电放大器OPA335对交流电流进行偏置放大，得到对应波形的直流信号。低通一阶滤波电路与OPA335电压跟随电路组成一阶低通有源滤波电路，滤除放大器产生的噪声，并将信号送至CC2530进行A/D转换。

②网络数据处理单元硬件设计ZigBee网络数据处理单元主要是依靠FFD与RFD设备中所包含的微处理器进行数据运算及处理。

因此，所有ZigBee网络的数据处理依靠FFD与RFD节点中的CC2530核心板完成。

③节点电源ZigBee节点采用干电池供电方式。为保证A/D转换基准参考电压恒定在4．5V，采用REF5045对干电池电源进行转换，为CC2530A/D转换提供基准参考电压。CC2530具有电源管理功能，可以实现对电源供电进行监测和管理，当供电不足时，向网关发送电量不足信息，提醒更换电池。CC2530芯片拥有4种供电模式，可在低至0．4μA供应电流下响应外部中断。

（3）嵌入式网关软件设计a、协调器节点(FFD)与ARM核心板通过URAT进行通信。协调器节点的功能为:①负责建立并维护整个ZigBee网络;②将ZigBee网络中的数据通过URAT传送至ARM网关。

b、ARM核心板作为网关节点核心，主要实现以下功能:①与ZigBee网络中的协调器节点通过UART与ZigBee网络进行实时通信;②建立TCP/IP总线服务，将ZigBee网络检测数据发送至上位机或者将上位机命令送至ZigBee网络;③对杂散电流超标区域进行预警。

（4）ZigBee网络节点软件设计RFD设备主要负责杂散电流信号的检测并转发至ZigBee网络。RFD启动，完成初始化，加入附近的ZigBee网络并建立连接，完成对检测到的杂散电流的A/D转换，将转换后的数据通过无线发送至最近的父节点。检查并接收来自父节点的消息，根据父节点指令作出相应动作或周期性地进入休眠状态。

2、加强对屏蔽电缆的使用

屏蔽电缆的应用目前形势下，我国矿井生产所应用的橡胶电缆往往会出现三相导线对地电容不相同的情况，而应用屏蔽电缆能够使得电容的电流经过屏蔽层向电网当中回流，这不再外泄零序电流，从源头上阻止了杂散电流。

3、改变两个电阻值

(一)减少轨道接头电阻值"加强轨道接头的维护，保持良好的电气连接，确保接头电阻符合《煤矿安全规程》(2013年版)第354条明文的规定:焊接长轨，是减少轨道接头电阻极为有效的措施。

(二)增大轨道与大地间的接触电阻。

保持轨道清洁、干燥是增大接触电阻的主要措施"对沿线管路和金属铠装电缆铺设支点施加绝缘，也是增加杂散电流过渡电阻、减少杂散电流的重要措施。

4、加强谐波电流的预防

（一)在补偿电容器上进行电抗器滤波的有效串联。这种方法主要是对电容器电抗器的过载能力进行充分的利用，有效实现电容器回路的增大来达到对谐波进行分流的目的。

（二)对滤波器进行有效的调谐。这种方法是将电容电路以及电抗器进行一定的串联，并把这个电路直接串联在电网上，让供电系统电网中的等效电阻产生一定的变化。当供电系统的电网中的某个谐波和这个滤波支路的阻抗相同时，这条支路对于谐波的阻抗有着最小值，这时谐波当中的大部分电流被短路，实现了显著防治的效果。

（三)对供电系统电网中等效阻抗的位置进行一定的移动。

通过电抗器和电容器的串联形成滤波器，按照一定的要求来对调谐电网中各个支路的频率进行有效的调节，有效实现对供电系统电网中等效阻抗最小值在频率轴上位置的移动。

5、使加载轨道负荷电流减少

（一）敷设回流线的策略可以将废旧钢丝绳顺着巷道敷设，以此充当回流线将杂散的电流收集起来，从而屏蔽金属管线及电缆，且能够有效地减少牵引网络回路的电阻值，改善架线电机车的技术水平。

（二）双线供电接正负极的策略在运输系统双线供电的过程中，可以将一架线接负极，而另外的一架线接正极，在它的正负极间接轨道，如果重车道上的负荷相同的过程中，电流是不经过轨道的，这就不会出现杂散电流。

五、结束语

本文就煤矿井下的散乱电流的有效控制方法进行了探讨，希望其探讨结果能够为同行的研究提供一定的参考。

参考文献

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［2］刘健，保记，赵树仁，等．一种快速自愈的分布智能馈线自动化系统［J］．电力系统自动化，2010，34(10):62－66．

［3］刘健，赵树仁，保记，等．分布式智能型馈线自动化系统快速自愈技术及可靠性保障措施［J］．电力系统自动化，2011，35(17):67－71．

［4］董旭柱，黄邵远，陈柔伊等．智能配电网自愈控制技术［J．电力系统自动化，2012，36(18):17－21．

［5］胡福年．基于DSP的馈线自动化远方终端研究［J］．继电器，2006，34(11):78－82．

［6］徐科军，陶维青，汪海宁．DSP及其电气与自动化工程应用［M］．北京:北京航空航天大学出版社，2010:305－314．

篇4

[关键词]：杂散；电流；测试

中图分类号：TM1 文献标识码：A 文章编号

王庄煤矿是一个有着四十多年的老矿，井下大巷运输使用的机车电源为直流550伏，架线为正电压，轨道为零电位。牵引范围最长6000米。运输大巷与各采区上下山轨道连接，每个连接处有三个绝缘点，以减小直流杂散电流。在煤矿井下，杂散电流带来的危害主要有以下几点：1、提前引爆电雷管，造成人员伤亡；2、腐蚀金属管道、铠装电缆外皮等；3、引起高低压开关保护误动作。笔者通过对煤矿杂散电流的管理，发现许多对杂散电流的错误认识，在此提出，以供同行批评指导。

一、杂散电流的测量仪器

杂散电流是随机事件而且是连续变化的量，因此要使用一种专用的杂散电流测定仪应具有测量、记忆、计算、显示和报警的功能。其量程可为0-1000mA。

二、 煤矿井下各生产地点间的杂散电流

――采区内各条巷道中的轨道对总接地网间，仪器的X1端子接钢轨，X2端子接总接地网，记录其最大值。

――采煤工作面内的金属网假顶对总接地网间，仪器的X1端子接金属网，X2端子接溜槽，记录其最大值。

――采区内轨道上下山的轨道与运输大巷连接处的第二道绝缘夹板相连接的轨道对总接地网间；仪器的X1端子接第二道绝缘夹板上面的轨道，X2端子接总接地网，记录其最大值。

――掘进工作面与掘进巷道内任何地点的轨道对总接地网间，仪器的X1端子接轨道，X2端子接总接地网，记录其最大值。

――采区煤仓对轨道间，仪器的X1端子接轨道，X2端子接采区煤仓。

――井下爆炸材料库铁门对轨道间，仪器的X1端子接轨道，X2端子接火药库的铁门，记录其最大值。

三、杂散电流的测试方法

过去，试验人员在测试杂散电流时，让电机车在离测试点最近地点，抱闸启动，以得到最大启动电流。测试第一绝缘轨与回电轨、第二绝缘轨与第一绝缘轨之间的电流。标准是以杂散电流在300毫安以下，不能使雷管引爆为合格。这样测试的方法，只能测出绝缘轨的杂散电流，但在实际中，却并不可用。因为有些电流通过附近管路、电缆外皮而流走。而放炮作业基本在掘进巷道，雷管的两根电线，不可能搭在两个不同电位的钢轨上。多常见，由于爆破工违章作业，在放炮前，未将两根电线扭在一起，或放炮线中间有破口，致使一根线搭在大地或水管金属网上，另一根恰好搭在钢轨上。此时，若杂散电流超过300毫安，极有可能引起电雷管提前引爆，造成人员伤亡。因此，正确的测试方法应是，在测试点就近，电机车抱闸启动，测试第一道绝缘轨与大地、第二道绝缘轨与地之间的电流。同时，还应测量该点的轨地电压。

根据《煤矿井下牵引网络杂散电流防治技术暂行规定》1997版规定：测试采区内轨道上下山与运输大巷连接外的第二道绝缘轨夹板相连接的轨道处总接地网的杂散电流，记录其最大值，最大值不宜超过60毫安，为合格。

四、杂散电流的测试周期

根据2009年《潞安矿业（集团）公司井下电气安全管理规定》中第九章电气试验第46条规定： 使用架线电机车的矿井，用杂散电流测试仪测试，周期为一年。而根据《煤矿井下牵引网络杂散电流防治技术暂行规定》1997版规定：井下各生产地点的杂散电流值，应用便携式杂散电流测试仪每周测试一次。2013年，集团下发新的《山西潞安矿业（集团）有限责任公司煤矿井下静电及杂散电流防治管理办法（试行）》的通知，对杂散电流检测周期提出了新要求，由于测试范围增大，测试周期缩短，人员及仪器还未配齐，我矿还未开展进行这样的测试。

五、杂散电流的测试范围

以前，我矿仅对上山材料车场与运输大巷连接处测试，未对其它地点进行测试。根据2013年集团新下发的《山西潞安矿业（集团）有限责任公司煤矿井下静电及杂散电流防治管理办法（试行）》的通知要求，我们加大了对全矿各个地点的杂散电流检测。这样，就避免了许多容易产生杂散电流的地方漏检，而引发的危险事故。

六、其他注意事项

为了有效防止井下杂散电流对井下的危害，结合我矿的实际情况，对杂散电流采取如下措施：

1、提高电网的绝缘水平，减少零序电流的产生。

2、加强对电缆的维护和管理，严禁用铁丝悬挂电缆，尤其是掘进工作面要保持电缆的完好和按规定悬挂。

3、降低轨道纵向电阻和接缝电阻。

4、缩短牵引变电所供电距离。

5、降低杂散电流值，减少杂散电流的来源，主要办法可在铁轨接头处焊接铜导线以减少电阻，增大轨地过渡电阻。

6、防止杂散电流侵入电爆网，要保证电爆网络的质量，爆破母线不得有接头，保护好导线的绝缘层，雷管脚线或与雷管脚线连接的导线两端在接入起爆电源前，均应扭结短路。

7、提高各级管理人员对杂散电流及其危害的认识，严格按照规程作业。

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摘要：当前，机电变频调控技术在我国矿井中的应用已经逐渐普及，该技术手段对矿井中的机电设备进行有效的调控，对电能的节约起到了至关重要的作用。文章就机电变频调控技术在矿井中的应用与相关注意事项进行了浅析，以期对我国的矿井电能节约做出奠基。

关键词：机电变频调速；矿井；空气压缩机；矿井通风机

中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）09-0144-02

机电变频调速技术（Mechanical and Electrical Technology of Frequency Conversion），其基本定义是通过改变电源频率调整电动机转速的连续平滑调速方法。这种技术主要是应用在同步电动机和异步电动机上，通过机电变频的作用将其速度进行调整。机电变频调速技术的基本原理就是根据电机在工作中的转速与电源输入频率成正比的关系；机电变频调速技术的基本工作形式就是通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。

机电变频调速技术的基本公式为：N=60F（1-S）/P，这个公式中的N表示转速，F表示输入频率，S表示电机转差率，P表示电机磁极对数，通过公式可以直接的从中看出，对F、P、S进行改变能够使转速进行最终变化。对于机电变频调速的内容来讲，不同的机电变频调速方式无非就是改变交流电动机的同步转速或者是不改变同步转速两种。

一、机电变频调速技术

机电变频调速技术的发展历程是由交流电动机演变而成，是当前世界上应用机电变频调技术的起源。交流电动机主要有两种，一种是同步电动机，另一种是异步电动机，其中异步电动机由于其结构较为简单，价格相对比较便宜，在进行维修和保养中方便的特点而被广泛的应用。但是异步电动机的调速性能在刚开始应用的时候是比不上直流电动机的，因此运用交流电动机进行调速成为一项国际性的研究课题。伴随着世界电子技术的发展与进步，到了20世纪60年代之后，半导体交流技术逐渐的开始应用到了调速系统之中，在当时的交流电动机调速方法，一般都是采用的绕线式异步电动机转子串电阻调速、笼型异步电动机变级调速。在20世纪20年代的时候变流变频调速已经被人们所认识，但是在当时的技术还相对不够成熟，导致了受到很大的技术限制，只能利用闸流管构成逆变器，但是其效果不是很明显，未能够得到普及应用。到了20世纪50年代中期，随着科学技术的发展，晶闸管开始出现，并且开创了电力电子技术发展的新时代。到了20世纪70年代，电力电子技术已经逐渐的走向成熟，出现了机电变频调速，而且这种变频调速技术具有更高的性能，在当前国际上已经被广泛的应用起来。

二、机电变频调速技术在矿井中的应用

（一）机电变频调速技术在矿井提升机中的应用

矿井中的提升机的作用，是整个矿井中的重要组成部分，是进行矿井运输的重要“交通”工具，是矿井中必不可少的重要环节。矿井中的提升机在工作的过程中，是用其自身装备沿着矿井的隧道井筒，从矿井内部将矿石、废矿、升降人员、设备、材料等进行运送。所以对于矿井中的提升机来讲，是矿井生产的“咽喉”，是所有矿井相关内容出入的通道。因此，在矿井中的提升机无论是任何一种，对于电气转动的要求都是相对较高的，因为电气转动系统是否正常运行，直接关系到矿机提升机的运作状况，就会对矿井的运输造成很大程度上的影响，导致矿井生产效率的提高或降低。对于矿井提升机电气转动系统的要求主要有以下几个方面：具有良好的电机调速功能；具有电机调速的精度更加准确；在相对条件下能够快速的进行正转运行和反转运行；具有准确的制定功能和定位功能；电机的可靠性提高等。

（二）机电变频调速技术在空气压缩机中的应用

矿井中的空气压缩机是矿井生产的有一个重要设备，同样是矿井中的重要组成部分。对于空气压缩机的应用，是通过自身生产压缩空气，利用这种高科技手段来带动风动早凿岩机、风动装岩机等矿井中的施工设备，以及能够利用风动来控制的相关设备。在矿井中的空气压缩机使用中利用机电变频调速技术，能够有效的降低电能的消耗，因为在现实情况下，空气压缩机的耗电量在整个矿井总电能耗用上占用了40%的份额。因此，在运用空气压缩机的时候，通过对其进行变频调控技术，有效的进行节能的运行，从而降低矿井的生产成本，最终提高矿井的经济效益。

（三）机电变频调速技术在矿井通风机中的应用

矿井中的通风机也是矿井生产过程中的主要机电设备，在电能的消耗上也占用了很大的部分。矿井通风机在进行应用的过程中，一般都是采用的异步电机，或者是在运作的时候利用同步电机进行拖动，以此来进行均衡的运转。对于我国当前的矿井来说，其特点一般都是矿井的巷道随着时间的增加而逐渐的加深，矿井的产量在逐年的不断增加，使得矿井中的通风量在逐渐的加大。在当前我国的矿井通风机的选择过程中，一般情况下都是按照最大开采量所需要的通风量来对通风机进行设计的，因此，随着时间的不断增加，深度的不断加深，风量的需求不断的提升，对于早起设计的矿井通风机已经不能够完全达到有效的通风效果。而且，矿井中的作业一般都不是很均衡，夜班进行工作的人员是很少的，对于风量的要求是较小的，特别的是在节假日的时候，工作人员几乎没有，但是在这个过程中依然要进行矿井的通风，经常性的会出现对矿井通风机的风量不进行调节，还是保持这大量的风量输出，造成不必要的电能消耗。因此，采用机电变频调速技术，能够有效的对通风机进行控制，采用同步电机直接高压变频器，对电能的节约十分的有效。

三、结语

综上所述，对于机电变频调速技术在矿井中的应用来讲，其实际作用就是由于矿井所需要的设备一般都是以大型的设备为主，并且对设备的要求都是相对较高的，特别是对于电气转动系统来讲，要能够有效的保证这些大型机电设备正常的运行。对于我国当前的基本形式来看，矿井的基础设施建设还是相对较为落后的，并且在进行生产的过程中，相关的大型设备在矿井中受到了空间的限制，因此，就需要不断的对机电设备进行改进，以此来适应现实的条件，有效的利用机电变频调速技术来控制设备的运作，最终的目的就是对电能进行节约，提高矿井的整体经济效益。

参考文献

[1]何敬德．21世纪集约化矿井建设的研究目标――高效采、掘、运设备及供电系统的发展[A]．21世纪高效集约化矿井学术研讨会论文集，2001．

[2]史映红，周志海．机电一体化技术在煤矿机械中的应用

[J]．煤炭技术，2011，（5）．

[3]胡建刚．机电在煤矿机械中的应用研究[J]．煤炭技术，2011，（4）．

[4]朱茂明．运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修[J]．煤炭技术，2009，（2）．

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【关键词】综合防雷；安全生产；综合自动化

由于各类矿产资源的特性及所处的地理位置，矿山工程建设、生产的地点往往是雷暴活动较多的地区，时常有雷击事故发生。超化煤矿位于雷电灾害的多发区域，根据国家现行建筑物防雷设计规范（GB50057-94）及建筑物的防雷分类，超化煤矿应划为二类以上防雷建筑物；近年来，频发的雷击事故多次对我矿安全生产和机电设备安全运行带来重大隐患。超化煤矿四周无高大建筑，易遭受直击雷侵袭，且随着矿井综合自动化建设的深入开展，我矿引进了大量的精密机电设备和仪器，自动化程度较高，具有较复杂的电源及信号系统，其控制线路、视频线路、网络线路众多。为了保护煤矿的人员安全和正常的安全生产，必须采取较好的雷电保护措施，避免各类雷电事故的发生。

一、防雷措施

为了保护建筑物和建筑物内各类设备不受雷电损害或使雷击损害降到最低程度，应采取综合防雷的形式。而现代综合防雷设计方案主要包括两个方面：外部防雷、内部防雷。缺少任何一方面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。在《建筑物防雷设计规范》GB50057-2011里，对这两个方面已有明确的规定，外部防雷就是防直击雷；内部防雷包括防闪电感应、防反击以及防闪电电涌侵入和防生命危险。

二、外部防雷

外部防雷装置是由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用以防直击雷的防护装置，其目的是保护建筑物不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。

2.1接闪器。避雷针、避雷网、避雷带（线）以及金属屋面和金属构件等为接闪器。位于防雷装置的顶部，利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身，承接直击雷放电。所用材料满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性。

控制室建筑物接闪器采用避雷网防直击雷的措施，采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。应符合GB50057-94（2000版）《建筑物防雷防护设计规范》第二类防雷建筑物”接闪器的要求。

2.2引下线。控制室建筑物避雷网设置多根专用引下线，间距不应大于18m。避雷网引下线设置在控制室建筑物的外墙四角。围绕建筑物设置环形接地装置，避雷网的引下线就近直接接入接地装置。材料参照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》“第二类防雷建筑物”第三节第3.3.3条、3.3.4条的要求。

避雷网防雷接地点（引下线到地网的接入点）与其它功能性接地点（保护地、交流地、直流地、屏蔽地等）之间的水平距离应大于5米。各接地共用接地装置时，联合接地系统的接地电阻不大于1Ω。

2.3接地装置。避雷针的接地系统和其他接地系统独立，保持15m的安全距离。除避雷针以外的其他接地可采用共用接地，在大楼外地面设置共用接地，提供给大楼直击雷防护接地、机房各种接地使用；各种接地线在地网上的连接点距离大于5米；独立避雷针接地系统的接地电阻不大于10Ω，其他各接地点的接地电阻值应不大于4Ω。采用联合接地接地电阻值不大于1Ω。防雷接地装置与其它接地装置共用时，接地电阻以接入系统要求的最小值确定。

人工接地体按安装方式不同分为垂直接地体和水平接地体。接地体的材料和规格应符合下列规定：

埋于土壤中的人工垂直接地体采用镀铜接地棒，规格为直径17.2*2500mm，铜层厚度≥0.25mm，抗拉强度≥600N/mm；

埋于土壤中的人工水平接地体采用镀铜绞线，规格为50mm2，多芯线，不少于7芯。

高土壤电阻率地区接地电阻不易达到本规范要求时，可选用新型接地产品降阻。

三、内部防雷

内部防雷由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应，通过采取各种积极的防护措施，堵塞闪电电涌损坏设备的各种途径，给人员和设备提供一个安全可靠的工作环境。

3.1等电位连接系统

1、各机房内设等电位连接网络，设置等电位接地汇流排。

2、进出机房的所有线路、金属管道等必须在机房与外界分界处做等电位处理，与机房内等电位连接网络就近电气连接。

3、在有防静电地板的机房内，在防静电地板的下面敷设局部接地汇流排，所有保护性接地线和功能性接地线均与汇流排就近连接构成S型等电位连接网络；在没有防静电地板的机房内，直接在地面绝缘橡胶垫下敷设S型等电位连接网络。

4、电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、金属线槽、金属门窗、屏蔽线缆外层、设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接，等电位连接导体应采用绝缘多股铜芯导线，其截面积最小不应小于6mm2。

3.2屏蔽系统。主要通信机房内部放置有多台服务器及大型交换机，还需加装屏蔽系统。机房侧面和顶面屏蔽层应选用金属面夹芯墙板屏蔽材料。机房屏蔽工程还应与机房防静电工程相互配合，要求机房地面屏蔽网格应铺设在防静电地板之下且与防静电地板的金属支架可靠电气连接，没有设置防静电地板的机房，要求地面屏蔽层上必须铺设不小于5mm厚度的绝缘橡胶垫。屏蔽层必须与接地汇流排可靠连接，最终经汇流排接入共用接地网，使机房屏蔽做到可靠接地。

3.3浪涌保护器（SPD）。按照浪涌保护器在煤矿机电自动化系统的功能，可分为电源浪涌保护器、天馈浪涌保护器和信号浪涌保护器。正确选择的电涌保护器无论用于防护交流供电系统、信号数据系统，都不应影响和改变应用系统的特性和可靠性。

四、外部线缆防护

电缆与防雷引下线交叉敷设的间距大于2m；平行敷设的间距大于3m。当无法满足敷设间距时，对电缆进行穿钢管屏蔽，屏蔽钢管应在两端接地。当电缆穿钢管或在封闭金属电缆槽内敷设时，上述距离可以减半。

所有入井通信电缆（包括电话线、同轴线、多芯屏蔽线、现场总线等）在入井口处装设防雷器装置。防雷器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口型式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。同时在接入防雷器后，不得影响原有线路的正常运行。

五、效益评价

通过对我矿各类建筑物和机电设施进行了系统的分析研究，对各类可能产生的雷击因素进行排除，兼顾内、外部防雷设计，形成综合的防雷体系，从根本上解决由于雷电活动造成的建筑物倒塌、起火，人员伤亡，电力、电子设备的工作失灵或损坏，通信中断，系统瘫痪等严重后果，从而有效的保证了人身及财产安全；煤矿综合防雷系统是确保煤矿生产本质安全重要的一环。

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关键词：煤矿；机电一体化技术；应用

1.煤矿机电一体化技术的发展状况

我国煤矿机电一体化技术始于建国初期，电子科技的初步发展使得把电子技术和原有的机械水平结合成为了可能，一定程度上提高了机械水平，但是由于计算机技术的限制，机电一体化并没有蓬勃发展起来。20世纪70年代初，在“九五”期间发生了跳跃式变化，由于计算机技术的普遍应用，机电一体化程度加深；我国不仅引进了很多当时国际先进的机电一体化产品，并且研制成功了许多具有自主知识产权的产品并得到广泛应用[2]。近年来随着煤矿行业的不断发展，煤矿生产水平也在不断的提高，机电工程的控制水平也要随着行业的发展而得以提高，从而也加快了机电一体化技术的发展。现代科学技术的发展，机电一体化更加具有先进性，尤其是21世纪以来，智能技术的开发与利用对机电一体化起到了极大的作用，并且应用到煤矿系统中。

在煤矿的井下，智能设备已被应用，例如井下智能机器人、智能化作业设备等，这些都是机电技术所提供的机械设备，但我国井下机电设备的能力不高，可靠性和检测智能控制水平也不能达到高标准，这样会影响到工作的安全生产。就我国目前的情况来说，煤矿机电一体化取得了很大的突破，这在很多方面都得到了提现，以MGD150NW采煤机的应用为例，它不仅大大提高了产量，还增加了安全性；综合液压支架的使用不仅仅大量减轻了重力的压力，也提高了人身设备的安全性；钢丝绳损耗定量检测系统，充分利用了计算机的作用，精确的计算了钢丝绳的损耗程度，使安全隐患消失于无形；此外还有很多其他技术的应用也充分体现了我国煤矿机电一体化的进程，例如提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等。虽然现在我国煤矿一体化已经有了明显的成就，但是和西方发达国家相比还存在着明显的差距，整体技术水平和具体的机械设备都明显落后，以SL500系列采煤机为例，这种智能的自动化技术在我国还没有广泛的流行。

2.电牵引采煤机

电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。和液压牵引对比，它具有以下特性：

其具备较好的牵引特性，能在采煤机向前工作时提供牵引力，让它克服阴力进行移动，也能够在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能；能用于大倾角煤屋。此外牵引电动机轴端还安有制动器，从而不必借助别的防滑设备；运行可靠，使用寿命长。电牵引不同于液压牵引，其除电动机的电刷和整流子有磨损外，别的元件都没有磨损，故其工作可靠，矿障少，寿命长，维修工作量小；反应屡敏，动态性好，电控系统能实时调整各种系数，结构简单、效率高。电牵引采煤机机械传动结构简单、规格小，份量轻，传动效率能达99%，比液压采煤机的传动效率高出将近30个百分点。1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研发出我国首台交流变频调速MG3442PWD型薄煤屋强力爬底板电牵引采煤机。后国内有关研究单位与企业在吸纳国外采煤机技术进步。如：上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都对电牵引采煤机进行了大量的研究开发，同时在煤矿生产中起到了广泛的作用。

3.矿井安全生产监测监控系统

最能体现煤矿机电一体化技术之一的是矿井安全生产监控系统。我国监测监控技术应用较晚，上世纪80年代初，原国家煤炭部组织了大规模地对国外煤矿监控技术的考察和引进工作，不仅推动了国内监控技术的发展。而且还从法国、波兰、德国、英国和美国等先后引进了一批安全监控系统（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion2200），经过消化，响应收同进又结合我国的实阮情况，研发出KJ2，KJ4等安全生产监控系统并通过了鉴定。

上世纪90年代以来，我国紧跟世界监测监控系统的发展趋势，自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等。它们的主要特点有：测控分站的智能化水平进一步提高：可与网络边接，系统软件采用了Windows操作系统。而且，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字文针和煤矿安全章程等有关条款的指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。此后，更多的监测监控系统生产厂家如雨后春笋般不断涌现，这不但为各煤矿提供了更多的选择，也促进了各厂家产品质理和服务意识的提高。通过长时间的实践，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

4.液压支架电液控制系统

我国研制液压支架电液控制系统的起步较蟓。虽有诸多型号的电液控制系统液压支架研发成功，但我国自主生产的电液控制系统的液压支架却还未在煤矿中广泛的推广使用，在高产高效工作方面依然是从国外引进电液控制系统液压支架。以我国目前研制的支架电液控制系统来年，仍处于成组程序和单架控制的起步阶段。液压支架研制的趋势是向电液控制的方向发展，将计算机技术与液压控制相结合，达到定硬度双向邻架或自动移架，避免对顶板和支架产生冲击。而且，电液控制设备还可查测支架的工作状态。美国、德国液压支架电液控制系统的研发走在世界前列，它们的液压支架技术配备有矿障预警功能，能实现液压支架与采煤机、刮板机的远程控制。

5.矿井运输提升设备

带式输送机不仅能满足长距离的连续输送、而且具有输送量大、运行可靠、效率高和自动化等特点，已成为我国当今机电一体化技术的研究重点。

5.1 带式输送机

我国已自行生产制造了多个品种类型的带式输送机。“八五”时期，由于“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水准得到了极大地提升，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的主要技术研究和新产品的研发也获得了较大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效顺槽可伸缩带式输送机等；均真补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及主要部件进行了理论探讨和产品开发，成功的研制出多种软起动和制动装置。有以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星步齿轮减速器。

5.2 矿井提升机

矿井提升机实现全数字化的提升，特别是内装式提升机，从结构上将驱动和滚筒合为一个整体，简化了机械结构，是典型的机电一体化设备。全数字提升机不仅能够进行可重复性矿障寻址、诊断和自诊断，而且还可以进行简单而迅速地通信。采用选择总线的方式，大大简化了电气的安装。其硬件配置简单，相互兼容，零备件少，能够轻松地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。在我国“九五”计划时期，国产全数字化直流提升机是各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产龙的全数字化直流提升机的核心部分ASCS的计算机系统由双CPU构成。除此之外，我国还研制成功了第一台交2交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是：使用两台计算机装置，每台都有自已独立的测量、传感装置和数据处理系统。两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，一定程度上实现了行程的自动控制。因为采用了计算机，对安全回路、制动回路、电源和驱动回路能够进行实时检测，极大地提高了提升机安全性能。

6.其他煤矿机电一体化装置

其他的机电设备主要为煤矿供电设备。煤矿供电的特点不仅要求可靠，质量高，而且还要能满足大功率设备的要求，因此节能型产品应为首迁。高压开关柜采用了维护量小，使用寿命长的真空开关。用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统的无功电流，降低了无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测和遥调。

7.结束语

总而言之，先进煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化特点，以及体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点，使得这些机电设备在煤炭生产中得到广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且还为煤矿工人提供了安全保障，极大地提高了煤矿的生产能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

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各位领导、同志们：

今天我们相聚一起，共同探讨和交流煤矿安全质量标准化工作经验，下面，我就兴峪公司安全质量标准化工作开展情况向各位领导作以简要汇报，不妥之处，敬请批评指正。

**公司目前正在实施矿井技改扩建，将于年底完成技改工程，届时年产量将达到90万吨以上，成为高产高效现代化文明矿井。由于兴峪公司属于联营兼并矿井，工作经验相对不足，但我们始终坚持质量标准化挂帅，依靠安全质量标准化办煤矿，在安全质量标准化工作上坚持"超前认识，高起步，高标准，严要求"的工作方针，不断完善工作机制，创新工作方式方法，有效避免了煤炭行业质量标准化工作上常见的"滑坡"和"反复"现象，使矿井的安全质量标准化工作长期保持在一个较好水平。在此期间，我们以建立矿井安全管理长效机制，预防各类安全事故发生，全面推进矿井管理上台阶为目标，逐步形成了"矿领导督导，职能部门监管，基层区队具体实施"的安全质量标准化工作体系，走出了一条"全面夯实，局部治理、整体推进"的安全质量标准化创新之路。

一、加强组织领导，落实管理责任，形成全方位齐抓共管的安全质量标准化工作机制

一是领导重视，管理到位。矿党政对开展矿井安全质量标准化工作十分重视，成立了由主管安全的副矿长任组长，有关矿级领导和副总工程师任副组长，各专业职能部门和生产单位负责人为成员的安全质量标准化工作领导小组，下设办公室，强化了对安全质量标准化达标工作的组织领导。同时组成了采掘、"一通三防"、机电运输、综合等四个专业工作组，各单位成立了领导小组，做到任务清楚，责任明确，措施得力，抓出实效。

二是坚持思想先行，用思想达标带动安全质量达标。把解决好中层干部思想认识问题作为重点，引导他们牢固树立起"干一辈子煤矿，抓一辈子安全质量标准化"的思想认识，帮助他们理清思路，明确安全质量标准化的工作步骤、工作重点、努力方向和奋斗目标，从而增强全体干部职工搞好安全质量工作的责任感和使命感。

三是强化安全管理队伍的建设。每月由生产、机电、调度、安监、通风等职能部门组成工程质量验收组，对当月完成工程量严格进行现场验收，根据验收结果统一结算工资费用，使全方位质量标准管理制度最终得到体现。

二、坚持科技兴矿，科技**的管理理念，不断加大安全装备投入，夯实安全管理基础，加快矿井建设步伐，通过开展科技创新活动，不断提升矿井的安全质量标准化水平，促进矿井跨越式发展。

一是推动生产技术更新换代，大幅度提高矿井的技术装备水平，对制约矿井发展的各环节进行连续性技术改造，实施了矿井防灭火综合监测监控系统，通风瓦斯泵站改造，供电配电室装潢、改造等系统改造，副斜井安装防跑车雷达捕车器装置，副斜井及大巷轨道更换30kg道，回采工作面回风巷坚持班班进行洒水消尘等一系列安全改造项目，增强了矿井安全监测监控和抗灾防灾能力，使矿井安全生产条件实现了转变。煤巷掘进实现了由传统普掘方式向综掘方式的转变，极大地提高了矿井的综合实力和抗灾防灾能力。

二是在安全管理上，我们坚持合理组织生产，正规循环作业，不超负荷安排工作，不搞延时超点会战，坚决杜绝工人盲目蛮干、赶急图快、干部违章指挥，坚持与现场管理紧密结合起来，狠抓安全质量标准化建设，严格检查验收标准，扎扎实实，不走过场；认真汲取本行业各类事故教训，抓好井下零星工程、分散作业地点、节假日以及夜间的安全管理，做好自查自纠，认真排查隐患，坚决做到不安全不生产。

三、稳固基础、突出亮点，抓住三个关键环节

抓好安全质量标准化各项基础工作，我们非常注意防止"为了标准化而搞标准化"的不良倾向，坚持抓出一点，巩固一点，提高一点，拓宽一点，认真抓好安全质量标准化各项基础工作，在提高矿井安全水平上狠下功夫。

三个关键环节--"一通三防"、机电运输和材料管理。"一通三防"方面，我们将防自燃发火、防煤尘、瓦斯作为"一通三防"工作的核心，以夯实基础促整体推进。一是加强通风管理。对矿井风量调节、计划内停电停风，突然停电停风均制定专门措施，严格执行。严格按《通风质量标准》管理局扇和风筒，保证掘进工作面风量稳定。每季对矿井反风设施检查一次，每旬对全矿井风量进行全面测定，及时调整供风量。二是强化瓦斯管理，杜绝瓦斯事故。矿井装备了瓦斯监测系统，对采掘工作面进回风流、硐室、采区总回风、矿井总回风流中均安设了瓦斯传感器，对瓦斯进行24小时不间断监测。三是抓好尘源治理，防止煤尘聚集。坚持湿式打眼，采掘机械洒水喷雾运行，坚持风流净化和粉尘定期冲洗定期测尘，根据工作地点粉尘浓度大小采取针对性防治措施大大降低了粉尘浓度，确保了矿井安全和作业人员身心健康。

机电运输管理方面，一是从整章建制，完善各类图纸、台帐上入手，狠抓基础管理。二是扎实开展井下运输治乱。执行了《井下生产车辆管理办法》，有效缓解了辅助运输能力不足的矛盾，保证了生产物料按时供给和车辆的按期循环周转，提高了矿井提升运输的安全有序性和生产效率；三是加强设备管理，强化生产设备的日常维护保养，提高设备完好率，认真落实包机制，对设备实行建卡管理，对主井皮带、副井绞车、主排水泵、锅炉、采煤机、综掘机等大型设备建立了档案，实行动态跟踪管理。重点抓好采掘设备的管理，加强预防性检修，坚决消除井下电器失爆，努力提高设备完好率，提高设备运行质量，做到文明生产。

材料管理方面，结合本矿工业广场面积小的实际，对井巷工业卫生和地面工业广场卫生加大了清洁和管理力度，各单位严格按照矿统一划分的工业卫生范围和材料码放分区。井下工业卫生做到了设施及各类管线摆放、悬挂整齐，并挂牌管理，巷道杂物、淤泥、积水得到了相应控制，施工物料基本做到了分类码放，挂牌管理。使质量标准全面体现在矿井各个管理环节上，促进了矿井工作质量的提高。

四、落实责任，量化考核，促进安全质量标准化工作有序开展

在开展矿井安全质量标准化工作中，我们制定了年度、季度、月度质量标准化工作目标，并根据目标认真落实三定（定人员、定区域、定时间）三包（包区域、包质量、包进度）责任制，力争在预定期限内完成预定目标。同时坚持了定期检查与动态检查相结合，日检查与班检查相结合，年检查与季检查相结合的考核制度，对工作目标完成情况进行严格考核，奖惩兑现，使矿井安全质量标准化工作得到了制度上的保证。矿每月对安全质量标准化活动进行全面检查评比，奖优罚劣。

五、重视安全教育，强化职工培训，全面提高职工综合素质

为了加大安全质量标准化培训力度，我们充分发挥了培训机构的职能作用，坚持脱产培训与在岗培训相结合，专业培训与综合培训相结合，定期对全矿所有新入矿人员、特殊岗位工种和其他在职人员进行培训。同时加大对新版安全质量标准化的学习贯彻落实力度。由于质量标准化标准和考核办法的变动，给矿井标准化工作提出了新要求，为此，把安全质量标准化培训作为专项培训势在必行，矿井采用学习使用、使用完善的循序渐进法，不断锻炼和提高职工懂标准、用标准的熟练程度，最终使矿井安全质量标准化得以正规开展。

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关键词：光纤测温 在线监测 本质安全 耐高压 故障诊断

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0009-01

随着我国煤炭事业的发展，煤矿机械化、自动化水平的提高，高产、高效煤矿对生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化提出了更高的要求。煤矿电缆、开关柜、水泵及电机等机电设备的安全运行对于整个矿井生产及安全的影响越来越大。

由于煤矿的环境特殊，机电设备工作环境恶劣，受到地热、粉尘、潮湿等影响，且极易遭受外力破坏，一旦出现故障会造成巨大损失，煤矿普遍采用的设备定期检修并不能完全避免此类事故的发生，这就要求能有一种实时监测手段来长期监测保障设备安全运行。因此，对井下防爆开关进行精确的、实时的温度监测与报警对于提前发现安全隐患和及时的采取应对措施具有重大意义。

1 系统组成

机电设备光纤测温在线监测系统采用光纤传感、光纤通讯技术，确保系统的先进性、可靠性。该系统的主干网络传输介质为光纤，采用工业以太网交换机进行数据交换。系统由井下和平地两部分组成；井下部分主要包括光纤光栅温度传感器、光纤测温监测分站（光纤光栅解调模块、分站解调软件）；平地部分主要包括上位机数据采集软件、WEB软件、数据库等。

2 系统功能

机电设备光纤测温在线监测系统立足于现有矿井综合自动化系统，是对矿井综合自动化系统功能较好的完善和补充，本系统采用国际先进的光纤光栅温度传感技术，对煤矿机电设备的温度进行实时在线监测与分析，能够实时、客观的纵向反映机电设备的运行状态和故障程度，有效预防故障和事故的发生，在提高煤矿井下供电安全性能方面具有较好的推广价值。

3 主要技术指标及主要设备参数设置情况

3.1 主要技术指标

测温范围：-20～120 ℃；测温精度：±2 ℃；温度分辨率：0.1 ℃；响应频率：300～3000 Hz；铃声级：≥95 dB@1 m；使用环境噪声≤75 dB；灵敏度：100 mV/Pa@1 kHz；传输距离：>10 km。

3.2 光纤多点测温系统

3.2.1 光纤光栅温度传感器

用耐高压绝缘材料封装的KBW-90-Z耐高电压型光纤温度传感器已通过中国电力科学研究院耐110 kV高压认证（可函索）。

温度传感器的安装：①确定温度测点具置；②对测点位置进行打磨处理，使测点位置平整、清洁，满足传感器安装要求；③用航空专用胶将传感器固定在待测点上；④记录安装时的温度和检测点传感器波长。

3.2.2 光纤光栅解调模块

矿用光纤式温度测量装置是系统的核心部件，实现光信号发生、反射信号的光谱分析、光电转换、信号放大和信号处理的功能，采用电源和数据总线的模块化结构，包括：

开关电源模块：把交流127 V电源转换为直流电源。

模拟电源模块：提供光电探测器和放大器用的高精度直流电源。

光电转换和放大器模块：内置高速高增益光电探测器和放大器、光电探测器的温度监测和控制部件。其功能是把输入的光信号转换为电信号，并放大到适当的电压水平。

模数转换与数字信号处理模块：内置高性能单片机、高速模数转换器和数字信号处理器。其功能是把输入的模拟电信号转换为数字信号，并根据上位机的命令换算为原始数据、温度数据或背景数据。

半导体激光器和控制模块：内置高功率半导体激光器及其驱动电路、光电探测器的温度监测和控制电路。其功能是实现光信号的发生和光电探测器的闭环程序温度控制。

光纤器件模块：内置光纤滤波器和定标光纤段。光纤滤波器的功能是从背散射光信号中提取与温度有关的感温信号和与温度无关的参考信号；定标光纤段的长度在100 m左右，其温度由内置精密测温芯片实时监测，通过定标光纤段测量到的温度与测温芯片测量的温度的比较，来消除系统光源起伏、光电探测器及放大器增益。

符合TCP/IP协议：TCP/IP以太网接口配备标准的RJ45插座，系统通过网络通讯电缆与以太网连接，可实现远程数据传输与监测。

3.2.3 分站解调软件

分站解调软件解调传感器信号后把数据存储到数据库中，信号检测显示传感器原始信号、波长数据、功率等信息，通过查看波形可了解传感器状态。

3.3 上位机数据采集软件

上位机数据采集软件读取分站数据并存储到本地数据库，可以根据不同用户不同权限建立“系统管理用户”和“普通用户”。具有实时显示、数据查询、报警设置、参数设置、系统设置等功能。

3.4 WEB软件

首先获得上位机软件服务器IP地址，就可以在同一局域网内任意一台电脑上通过浏览器浏览机电设备在线监测系统的实时数据。在浏览器中输入http：//+服务器的IP地址；（输入时注意选择中文输入法）如：服务器的IP地址为：192.168.100.16，则正确格式为：http：//192.168.100.16，回车即可进入登录页面。

功能说明：系统登录后界面显示：左侧为导航菜单栏，列出了软件的基本功能，包括：实时显示、数据查询、报表统计、系统管理等功能；右侧显示各功能页面。

4 系统应用

通过对超化煤矿井下中央泵房、-300泵房、31泵房的水泵开关进行温度等安全参数进行监测，实现了电力运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，将故障、事故消除在萌芽状态。同时，这些实时数据和分析预测结果也为实现状态检修、提高检修效率、降低检修成本起到关键的作用，为实现变电所和泵房无人值守提供了有力的保证。

5 结语

机电设备光纤测温在线监测系统立足高标准、高起点，依据“国内先进、实用可靠、科学经济”的原则，从装备现代化、生产自动化、管理信息化入手，提高工作效率，最大程度减少危险环境下易于遇险人群数，为实现主要生产系统无人值守目标提供了可靠的保障。该系统除达到生产安全监测的目的外，可以最大程度降低矿井机电设备事故的发生概率，有效减少事故带来的经济损失，确保矿井安全、高效生产，社会效益显著。

参考文献

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关键词：立井提升机；电控调试；特性

中图分类号：U260.352 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）03-0-02

立井提升机是往复运动的生产机械，是矿井生产最重要的关键设备之一，是矿井运输系统的主要环节。它主要用于煤矿、金属矿及非金属矿提升和下放人员、提升矸石、废石及运输材料和设备，是联系井上和井下的重要交通运输工具，素有矿山“咽喉设备”之称。其电控系统主要包括主控、驱动控制、监控、井筒信号、制动控制、人机对话、显示、硬件安全回路及其它子系统等硬件和软件。提升机电控系统技术性能如何，将直接影响矿井生产的效率及安全。YCO6118提升机电控系统在调试中显示出明显的优越性能。它在霍州煤电集团团柏煤矿疙瘩条工区的投用，将推动煤电系统的现代化建设迈出新的一步。

一、YCO6118提升机电控系统的先进性

提升机在霍州煤电集团团柏煤矿主要用于矸石的运送。长期以来，团柏煤矿采煤所产生的矸石大都通过大巷运输方式运送到地面，人力投入多、工作效率低、安全系数差。提升机电控系统使提升机运行的可靠性和安全性得到明显提高，它的先进性体现在许多方面。

1.技术参数的先进性

从提升机电控系统的主机的技术参数看，提升容器罐笼提升高度为280.50m，液压站TE160运行最大速度6.72m/s。

从其调试深度参数来看，据滚筒侧编码器进行位置测量的数据显示，数控柜主控PLC(全行程设定为280.5米，井口标定为+0.00米，井底为-280.5米)。操作台PLC(全行程设定为280.5米，井口标定为+0.00米，井底为-280.5米)。

从主回路驱动控制系统的功能看，它可以自动优化驱动电机的参数，从而体现出它的先进性。

2.电控系统的先进性

提升机电控系统在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，实现了提升机控制系统的升级换代。它在提升速度、停车位置、减速位置、加速位置、故障位置以及提升机的编码和深度指示器等方面，全都采用计算机编程控制。即采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。

作为实现提升控制和保护功能关键设备的主控台具有功能强大、结构简洁、便于维护的时代特点。系统工作时，由主控台输出给定信号控制全数字晶闸管整流调速柜(简称调速柜)，调速柜输出连续可调的直流电压驱动电动机运转。当提升机运行到减速点后，主控台的给定信号变为爬行给定，调速柜输出的直流电压按设定斜率平滑降低并稳定到爬行电压，减速过程中，调速柜产生制动力矩，使提升机减速运行，减速后提升机以设定的爬行速度运行至停车位置，系统抱闸、停车，完成一次提升任务。以调试中的速段选择为例：

速段1选择：

首先将数控柜上SA16.2(即备用转换开关)，打到中间(即0位置)，然后同时按操作台上的方向清除和停车按钮(表示已确认选择速段1)，选择速段1绞车最高速度能达到6.72M/S，正常情况下，此速段不选择。

速段2选择：

首先将数控柜上SA16.2(即备用转换开关)，打到左边(即1位置)，然后同时按操作台上的方向清除按钮和停车按钮(表示已确认选择速段2)，选择2速段绞车最高速度为4M/S，正常提物情况下，选择此速段、若信号系统投入后，选择信号慢速后，速度最高为2M/S，此速度为提人速度。

速段3选择：

首先将数控柜上SA16.2(即备用转换开关)，打到右边(即2位置)，然后同时按操作台上的方向清除按钮和停车按钮(表示已确认选择速段3)，选择3速段绞车最高速度为2M/S，这个速段等同于信号系统投信号慢速下的速度。正常情况下不使用。

检修速度0-0.5m/s可调

平罐速度：0.5m/s

爬行速度：爬行速度0.5m/s。

其加减速度为：现在实际运行的加速时间为14s，减速时间为12s，加速度约为0.5 m/s2，减速度约为0.55m/s2。

电控系统的数字化，对提升机运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器来完成，实现定量装载、监控、记忆、显示灯，简化了控制操作流程，大大增加了系统的可靠性与控制精度，彻底解决了维修量大、事故率高、交流控制不稳定、停车位置不准确，经常出现紧急制动等不安全隐患，为矿井的长远发展奠定了基础。

二、YCO6118提升机电控系统的安全性

立井提升机的性能优劣，不仅直接影响到矿井生产，而且也与矿山职工的生命安危息息相关。一旦出现事故，就会造成停产、甚至人员伤亡。所以立井提升机在矿井中占有十分显要的地位。

立井提升机具有防止过卷装置、防止过速装置、过负荷和欠电压保护装置、限速装置、深度指示器失效保护装置、闸间隙保护装置、松绳保护装置、满仓保护装置、减速功能保护装置等九种安全保护装置。为保证提升设备无事故，在提升设备有可能出现故障的各个重要环节上，设置双回路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置(如负载、速度、加减速、产量、运行时间等记录)。

实时监控提升机的运行状态，上位机动态模拟显示及故障闭锁；可进行故障报警、数据查询、报表打印；记录提升钩数以及每班、每日、每月、每年的提升量累计；故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理，其可靠性在安全保护测试中表露无疑。

以有关各种紧急情况(表略)安全回路的可靠性设计，极大地提高了系统运行的安全性。以过卷后的操作为例，若罐笼井口过卷，硬件安全回路断开，将操作台上的过卷复位打到左边，按“故障复位”可接通安全回路；再按照正常开车方式运行，消除井口过卷故障，离开过卷位置后可将“过卷复位”转换开关打到中间位置。这种科学的设计和操作，对确保立井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，显然具有十分重要的意义。

三、YCO6118提升机电控系统的效益性

目前，团柏煤矿采煤所产生的矸石通过大巷运输和立井提升两种途径运送到地面。立井提升与大巷运输两种方式排矸的效益比较，立井提升机各方面的指标均明显优于大巷运输。

首先，从经济效益上比较

1.人力投入

1)大巷运输所需人力(按一个班计算)：

2.5米绞车司机2名；矸石山绞车司机2名；翻矸工2名；挂钩工6名；拉矸司机4名；调车员2名；电瓶车司机3名；井上下钉道工5名；机电检修工8名；清车工1名；杂工2名；班组长2名；副队长1名；1个满班共需人力40人。

2)立井提升所需人力(按一个班计算)：

2.5米绞车司机2名；井口信号工2名；井底信号工2名；翻矸工1名；井口推车工4名；井底推车工4名；井口把罐工2名；井底把罐工2名；拉矸司机1名；推矸司机1名；机电检修工3名；班组长2名；副队长1名；一个满班共需人力27人。

2.设备投入

1)大巷运输所需投入的设备

2.5米斜井主提升绞车(180KW) 一台 双钩一钩4辆

1.2米液压绞车(75KW) 一台 (备用一台) 单钩一次3辆

绞车(40KW) 一台 单钩一次3辆

绞车(25KW) 五台 单钩一次1辆

电机车(井下)28(旧)+4(新)(使用18台，备用5台其余维修)

电瓶车(井上)2台

2)立井提升所需投入的设备

2.5米立井主提升绞车(360KW) 一台

立井提升设备一套

3.电力消耗

系统吨煤电耗得到下降，日提升量有了较大幅度的提高。

4.材料消耗

其次，从安全效益上比较

1.运输距离

1)大巷运输6200米，另外地面运输500米，包括井下大巷运输、地面斜坡运输，环节较多

2)立井提升280米，另外地面运输20米，环节简单

运输距离短，所投入的人力、物力少很多。

2.供电线路

本矿矸石基本上都是从下组煤工作面产出，立井提升井底位于下组煤，从供电线路考虑(不包括工作面)，其供电距离不超过500米，而大巷运输供电距离最少在6200米以上。

3.设备环节

立井提升所投入设备少，材料费用投入也少

其三，从维修便捷程度比较

立井提升机整个系统配置比较成熟的网络化设计，可以实时显示系统的各种信息，具有故障智能诊断功能，增加维护的方便性，减少系统的故障处理时间；同时具有完备的故障诊断和上位监控功能，非常有利于对系统的维护，在较大程度上缩短了处理故障的时间。 系统设置有灵敏准确的信号部分，故障的查询和判断非常便捷。

可根据操作台右侧的红灯指示查找

系统故障诊断的智能化和运行的自动化，既减少了现场施工与维护的工作量，减轻了职工的劳动强度，减低了系统的整体成本，又增加了系统的可靠性，同时为煤矿培养了一大批新型专业技术人才。表现出运行稳定、可靠、维护方便等优势，具有较高的推广应用价值。