电气自动化技术在煤矿机械设备的应用

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摘要:得益于网络信息技术的持续革新，传统的社会经济发展方式也在不断变化，许多行业开始实施自动化升级技术。目前，自动化技术被广泛应用于煤矿开采，能够有效提高煤矿开采效率和煤矿开采安全性，从而实现煤炭企业和生产设施的现代化。基于此，本文分析了自动控制技术在煤矿开采中的重要性，对电气自动化技术在煤矿开采中的具体应用进行了相应的阐述。

关键词:电气自动化;煤矿机械设备;分析研究

机械设备电气自动化自问世以来就受到广泛关注，通过使用自动化、智能化、工程化的设备，按照既定的程序，从产品的加工阶段到制造过程，可以实现在无人或人烟稀少的外部环境中工作，将生产工人从繁重的生产线中解放出来。电气自动化广泛应用，能够在很大程度上提高生产效率和生产力，降低生产过程中的生产事故发生频率，为企业树立良好的信誉和形象，为企业发展奠定扎实的基础。

1煤矿机械设备电气自动化技术的应用意义

1．1有利于提高安全生产管理

将电气自动化技术应用于煤矿机械设备对煤矿开采意义非凡，不仅可以提高煤炭企业生产管理的安全性，还可以提高工作效率。煤矿的起源是矿井，所有煤炭开采均为地下煤矿作业，工作条件相对恶劣，地质灾害风险极高，危险的来源也很多。如果发生安全事故，后果非常严重。无论从事何种工作，员工安全都是重中之重，因此矿山的安全管理工作亟待提升。目前，我国的煤炭开采很大程度上取决于机械和人工的结合。在危险的工作条件下，保障人员的安全是比较困难的。在机械设备层面应用电气自动化技术不仅可以更好地控制矿山开采和运输设备的使用，更好地发现危害隐患，减少事故出现的概率，确保操作人员的安全，还可以降低人工成本，提高矿山的生产效率。

1．2提升煤矿生产效率

在煤矿设备中采用电气自动化技术，不仅可以降低煤矿开采生产中的潜在风险，还可以提升煤矿生产效率。一方面，引进计算机网络、大型数据库、设备管理技术等先进的现代煤矿开采技术，可以促进煤矿产业向机械化转型。另一方面，可以更快速、更彻底地检查和控制各种因素，减少不利因素的影响，提高煤炭的开采效率。

2煤矿机械设备电气自动化技术的应用存在的问题

2．1电气自动化技术的应用水平不足

虽然我国在电气自动化科学技术方面取得了长足的进步，与发达国家的差距正在缩小，但电气自动化在煤矿机械设备方面的相关应用还存在较大差距，我国电气自动化的水平有待提高。比如我国当前应用的采煤机最大功率只有500kW，所使用的牵引设备大部分是进口的，国内优质的牵引设备很少［1］。不仅硬件方面需要第三方引入，软件应用方面也需要参考国外的设计，自主设计开发国产软件几乎是不可能的。另外，我国的自动化技术应用还不够广泛，而海外煤矿开采是全自动化的，相比而言我国的电气自动化应用还不全面。

2．2电气自动化技术的应用存在一定的误区

在煤矿机械设备中采用电气自动化技术，可以确保煤炭资源的安全开采，保障工人安全，提高采煤效率，加强设备管控，提高煤炭质量，增加企业的盈利能力。但需要明确的是，只有保证机器和设备的平稳运行，才能提高采煤效率。此外，部分企业过于片面，专注于谋求经济利润，没有采取有效手段保证设备的稳定运行。如果因此导致发生安全事故，不仅影响企业利润，还危及员工生命安全。因此，相关工作人员在使用电气自动化技术时，需要科学合理地应用，使电气自动化技术发挥其真正的功效。

2．3电气自动化技术的应用速度较慢

在当前经济持续发展、能源严重短缺的环境下，煤炭资源对国家发展至关重要。因此，我国对煤炭开采的效率的要求也在显著提高。为了提高采煤效率，需要扩大电气自动化在采煤设备中的应用［2］。中国的电气自动化发展进程较为缓慢，煤矿机械设备应用时间长，实际应用的效果无法满足相关企业的开采要求，所以还需要优化和完善电气自动化技术的应用，防止其限制煤炭行业的发展［3］。

3电气自动化技术在煤矿机械设备中的主要应用

3．1煤矿生产中采掘机械的电气自动化

煤矿采掘机械设备和系统的使用正逐渐接近自动化，水平多电机驱动常被用于煤矿开发。在某些情况下，交流电牵引由于其高效性、可靠性和环保性，在维护时需要特别注意。在采掘技术中，主要是利用计算机作为关键设备，然后利用多种传感器来监测设备运行状况并执行检测设备故障的功能，同时在计算机控制系统中对煤矿开采进行详细监控。目前国内采煤机多数为电力牵引，但随着科学技术的发展，交流牵引已被用于薄煤层增产中，将采掘机械设备与计算机结合使用。随着时间的推移，对PLC和微型计算机的自动控制的研究逐渐流行起来，该技术的应用能够有效提高采煤效率。

3．2煤矿运输提升机械电气自动化

随着我国计算机技术在井下厚煤层中的应用，以及841电气自动化技术的不断发展普及，统一的输送形式正逐渐被系统化、集成化、全数字化的运输模式所取代，还使用了胶带集中监控系统。但是，该技术的应用还需要改进，以便为自动化安装提供保护措施。随着运输能力的不断提高，采用了交流变频技术，进一步发展了速度控制系统。以安全回路监控为主，采用了继电器和接触器控制系统，直流提升机60%作为F－D单元驱动［4］。我国自动采煤领域有三十多台直流提升机，该机械设备由PLC和SCR－D控制，在提升机后部引入了以计算机为核心的电气保护装置，进一步确保了提升机的运行安全。

3．3煤矿机械设备安全监控控制系统

在我国煤炭行业，机械设备由安全管理系统和生产技术组成。煤矿开采过程主要采用DCS结构来提高开采效率。然而，在煤矿机械设备中，由于煤矿安全监测系统的持续更新，遥感工具、断电工具以及自动喷雾等装置正在被投入使用。在煤矿开采中，需要扩大相应的传感器和电气装置的研发，完善监控系统，以确保煤矿安全高效生产。

3．4变电站综合自动化系统的应用

电力系统是采煤机械设备的运行动力源，因此，引入变电站综合自动化系统尤为关键。在35kV变电站工程中，主要电力设备为实现变电站保护监控系统的微机一体化自动控制提供了保障。其次，是对一系列能够应对短路、过载和过流接地等危险情况要求的变压器保护装置的研究。这样就可以利用两条母线的测量保护、绝缘监测和投切，对两条未连接母线的电压进行监测和保护。最后，后台计算机控制系统主要由监控保护、通信控制和后台监控系统组成。信息统计、分析、测试、评估、显示和记录的整个过程都在一个自动化系统中进行［5］，这改进了信息和生产控制的效率，实现了对高性能数据的高效处理，进一步提高了整个煤矿变电站的自动化程度。

3．5通风控制系统和排水自动控制系统

由于煤矿的工作环境恶劣，自动通风系统的设计在生产过程中十分关键。通风控制系统通常采用光纤传输、环网、多机冗余来保证可靠性。设置该系统的功能时，需要满足以下要求:半自动和全自动控制、手动现场控制、故障记忆功能、警报功能和其他功能。矿井排水自动控制系统必须满足以下要求:第一，无需干预，水泵即可自动启停，排水系统能够智能规划，这样既能够提高排水效果，又可以节约能源。第二，系统需要搭载针对过热、过载保护和轴温损失等因素的多种保护措施，确保生产可靠性。第三，系统可以实现数据实时传输显示，还可以远程接受控制。第四，控制整个排水系统的方法应包括人工控制和自动控制，以确保手动控制能够禁用自动控制。自改革开放后，我国煤矿机械设备的自动化程度明显提高。自动化应用于煤炭开采和采矿的各个方面，但要全面推进自动化还有很多工作要做。首先，计算机是自动化的主要设备，同时它会随着科技的发展变得越来越强大。高性能、高安全性、小体积的计算机能更好地适应煤矿开采环境，因此应当得到更广泛的应用。其次，尽快提高我国自动化电气设备的标准化、通用化、系列化水平，避免不必要的资源浪费。最后，推进煤矿安全监测传感器的研发，促进其应用周期的延长，实现设备向智能化、数字化方向的转型。

4电气自动化技术的应用发展趋势

4．1应用发展趋势

我国生产生活的各个领域都与机械设备的电气自动化有关，其有助于我国科学技术的革新，能够有效降低生产成本，提高生产效率，有助于我国煤炭开采和机械装备的发展。我国电气自动化基于国外先进的自动化技术，是集智能化、集成化、安全化、大众化于一体的体现，具有不可替代的市场发展潜力。

4．2应用发展方向

当前，很多人意识到电气自动化对企业发展非常重要，很多自动化设备在实际生产中得到了广泛使用。然而，它的广泛使用也带来了一些潜在的问题，例如:有些产品不是真正的自主开发，使用自动化设备不能满足生产要求，阻碍了电气自动化的发展。在电气自动化技术进一步的发展中，自动中央控制与液压支护的结合具有很大的发展潜力。

5结论

综上所述，在目前机械设备不断发展的阶段，机电一体化逐渐成为机械设备发展的主要方向，而机械设备的不断发展也有助于提高煤矿设备的自动化程度，提高企业的生产效率，保证机械生产过程的安全。在煤矿机械设备中引入微机、信息和通信等技术，可有效推动电气控制系统向自动化方向转变革新，从而有效实现煤矿机械设备的整体转型进步。

参考文献:

［1］韩光．电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用与管理［J］．矿业装备，2021(04):96－97．

［2］谢晓磊．浅谈煤矿机械设备电气自动化技术应用关键研究［J］．中国设备工程，2021(09):5－6．

［3］单涛．煤矿机械设备电气自动化技术的应用管窥［J］．当代化工研究，2021(05):135－136．

［4］侯帅．煤矿机械设备电气自动化技术的应用［J］．冶金管理，2021(01):30－31．

［5］毛帅．电气自动化技术在机械设备工程中的应用［J］．集成电路应用，2021，38(01):128－129．

作者：王皓 单位：国家能源集团神东煤炭集团