摘要：機(jī)械技術(shù)與科技水平的發(fā)展與進(jìn)步，作為生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，電氣自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)煤礦的生產(chǎn)，發(fā)揮了重要的作用，并有效地促進(jìn)了煤礦在生產(chǎn)中的高產(chǎn)高效，在安全穩(wěn)定的生產(chǎn)中得到了保障。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備 電氣自動(dòng)化技術(shù) 應(yīng)用

 

    我國地大物博，能源資源物產(chǎn)豐富。作為能源大國，煤炭生產(chǎn)對(duì)我國工業(yè)化的進(jìn)步與發(fā)展都有著重要的作用?，F(xiàn)如今，在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦的機(jī)械設(shè)備設(shè)施也越來越完善。機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)也慢慢趨向于精度化、智能化，其功能也逐步趨于集成化、多元化方向發(fā)展。在進(jìn)行煤礦開采作業(yè)時(shí)，煤礦的機(jī)械設(shè)備不完善，就會(huì)影響電氣自動(dòng)化水平。自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)及現(xiàn)代控制都已與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)緊密相關(guān)。在實(shí)際的采煤過程中，必須重視井下的工作環(huán)境所帶來的安危意識(shí)，充分利用電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，對(duì)煤礦生產(chǎn)的相關(guān)施工設(shè)施的可靠程度加以提高，盡量減少人工勞動(dòng)力，在生產(chǎn)中提高煤礦的生產(chǎn)效率。

（一)煤礦企業(yè)與電氣自動(dòng)化的安全管理

作為特殊行業(yè)中的一種，煤炭行業(yè)在安全生產(chǎn)過程中從員工到生產(chǎn)設(shè)施，再到員工是一個(gè)反復(fù)循環(huán)的過程。前提是煤礦的安全生產(chǎn)，本質(zhì)上是確保員工的人身安全，并以員工為核心要素。采煤是一種高危的行業(yè)，在采煤過程中，安全生產(chǎn)將直接影響煤礦企業(yè)的產(chǎn)值與經(jīng)濟(jì)效益。所以，在實(shí)際的管理工作中，提升安全管理就是采煤作業(yè)的本質(zhì)工作。在煤礦安全生產(chǎn)的傳統(tǒng)管理模式中，大多是對(duì)行政方案的應(yīng)用，并通過集中整治與綜合治理等方式，只能對(duì)事故發(fā)生之后進(jìn)行處理。而對(duì)于煤礦在實(shí)際的生產(chǎn)安全中，始終是治標(biāo)不治本的。

在本質(zhì)上，煤礦的安全還是在風(fēng)險(xiǎn)控制范疇內(nèi)。如果可以把危險(xiǎn)源當(dāng)做辨識(shí)危險(xiǎn)的基礎(chǔ)，并對(duì)采煤過程中的不安全因素進(jìn)行及時(shí)控制和管理，就能在在源頭上切斷危險(xiǎn)源。所以說，自動(dòng)化技術(shù)在采煤工作中的應(yīng)用越強(qiáng)，煤礦發(fā)生安全事故的幾率就越小。在安全管理體系中，要不斷提高煤礦企業(yè)的管理能力。

（二）發(fā)展中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

    煤礦的自動(dòng)化技術(shù)在科學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展中，得到了很大的改變。在工業(yè)控制的電氣自動(dòng)化基礎(chǔ)上，以儀表儀器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、理論控制及其他的技術(shù)，不斷地提高煤礦的生產(chǎn)效率，對(duì)煤礦的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行管理、優(yōu)化、調(diào)度、檢測(cè)與控制，綜合性的保證了煤礦的安全和生產(chǎn)量。電氣自動(dòng)化技術(shù)主要包括系統(tǒng)、硬件、自動(dòng)化軟件三部分構(gòu)成，在自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)中，可有效的減小生產(chǎn)效率與企業(yè)目標(biāo)之間的問題，能有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效益與增強(qiáng)生產(chǎn)效率。

（一）煤礦的采掘機(jī)械

在保障生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，國內(nèi)外的煤礦采掘機(jī)械設(shè)備，利用很多電機(jī)驅(qū)動(dòng)與較大的裝機(jī)容量，采用橫向布置的方式，并向電牽引的方向發(fā)展。采煤機(jī)在一般情況下的總裝機(jī)功率都在 以上，甚至有些達(dá)到了 ，而牽引電機(jī)的功率為 ，牽引速度為 。采煤機(jī)在使用交流牽引時(shí)的可靠性能較強(qiáng)，效率也比較高，維護(hù)起來也更方便，抗污能力比較強(qiáng)，因此，特別受到煤礦企業(yè)的重視。

由工況檢測(cè)與多種故障診斷系統(tǒng)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)技術(shù)，是控制電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心，并具有大功率，高效率的優(yōu)勢(shì)。在很多企業(yè)中采用以主、副機(jī)為前提下的雙速電機(jī)，并使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工況監(jiān)控。促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)，在煤礦的輸送機(jī)方面正在向多樣化、重承載方向發(fā)展。而對(duì)于液壓支架，則是以高壓、大流量的工液系統(tǒng)與電液控制為核心，在大功率、可靠性高的機(jī)電一體化的技術(shù)中，移架的速度大概為 ，由原先的單產(chǎn)進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝a(chǎn)，更利于了生產(chǎn)的高度集中，保證了煤礦的產(chǎn)量與安全。

我國目前的采煤設(shè)備相對(duì)于國外還是比較落后的。采煤機(jī)的最大裝機(jī)功率，液壓牽引為 ，電牽引為 。由于電牽引的起步比較晚，所以牽引調(diào)速的方式還是以液壓牽引的方式為主。

目前國產(chǎn)的采煤機(jī)型號(hào)只有 等，而國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)和煤礦機(jī)械企業(yè)研制的都是煤量小，運(yùn)輸能力低，液壓支架沒有工況監(jiān)測(cè)的電液控制。檢測(cè)與綜采設(shè)備的電氣控制方面也比較落后，計(jì)算機(jī)控制屬于應(yīng)用階段，利用微型的計(jì)算機(jī)在煤礦的綜掘方面，不具備故障的診斷功能，與先進(jìn)國家的采煤技術(shù)相比，自動(dòng)控制掘進(jìn)機(jī)還處于起步階段，差距還是比較大的。

（二）煤礦的運(yùn)輸機(jī)械

   自上世紀(jì)80年代起，煤礦的開采產(chǎn)量逐年增加，部分大中型煤礦在進(jìn)行井下運(yùn)輸時(shí)都采用的是膠帶運(yùn)輸設(shè)備。而在綜合保護(hù)被系統(tǒng)替代的環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)與 開始應(yīng)用普遍。也有一些煤礦應(yīng)用的是直流數(shù)字的調(diào)整體系，效果也很明顯。但也存在一些保護(hù)措施，尚不過關(guān)。如圖1為帶式輸送機(jī)的工作原理圖：
 

                 圖1 帶式輸送機(jī)的工作原理圖

新型的電子設(shè)施在得到廣泛的應(yīng)用后，高斬波率與高效率的轉(zhuǎn)波器也開始進(jìn)入營(yíng)運(yùn)狀態(tài)，在運(yùn)營(yíng)中，以微機(jī)和 為重心，并隨著變頻同步與變頻技術(shù)的發(fā)展，電控提升機(jī)在發(fā)達(dá)國家以 為重心，通過 提高工藝控制，逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的統(tǒng)一，以全微機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，采用雙線回路，用冗余技術(shù)對(duì)安全監(jiān)控的回路來保障提升機(jī)可以安全運(yùn)行。

故障的診斷裝置以微機(jī)為核心，可提升并實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。我國的提升機(jī)大多為交流提升，調(diào)速方式為轉(zhuǎn)子串電阻方式進(jìn)行調(diào)速，除了一些先進(jìn)大型的礦井，采用的是 代替繼電控制，還有的是采用接觸器控制。自改革開放之后，我國引進(jìn)數(shù)字控制提升機(jī) 30余臺(tái),國產(chǎn)的一般以模擬線路居多。在 與微機(jī)的投入使用后，提升機(jī)以計(jì)算機(jī)為核心的電氣保護(hù)裝置得到了很好地發(fā)展，同時(shí)也對(duì)其安全運(yùn)行有著重要的作用。

（三）煤礦的安全機(jī)械

在引進(jìn)國外的制造技術(shù)與安全監(jiān)控系統(tǒng)的同時(shí)，我國也自主研發(fā)了煤礦的生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，大多使用 系統(tǒng)，推出了 、 、 、 、 、 等。目前，我國已有很多的大型煤礦都設(shè)置了監(jiān)測(cè)儀或者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并裝置紅外線自動(dòng)噴霧裝置，斷電儀和瓦斯遙控儀及風(fēng)電閉鎖裝置，在我國的安全監(jiān)控系統(tǒng)中，都基本滿足對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的要求。但是與其中配套的傳感器壽命比較短、種類比較少，維護(hù)工作量大，穩(wěn)定性能也比較差等，這些原因都造成監(jiān)控系統(tǒng)的工作利用率不是很高，并且缺乏安全的可靠性。所以，要采取必要的科學(xué)技術(shù)措施，提高監(jiān)控系統(tǒng)的礦用傳感器開發(fā)與系統(tǒng)可靠性的提高，為煤礦的安全生產(chǎn)在技術(shù)上提供保障，加大電氣自動(dòng)化技術(shù)的開發(fā)。

在開采煤礦的作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要供電系統(tǒng)提供運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力，因此，變電站的自動(dòng)化就有了非常重要的意義。以下是針對(duì)變電站在一般的煤礦規(guī)模中綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用。

（一） 的變電所工程

    包括設(shè)備，2臺(tái)主變壓器， 回、 、 線路雙回、 回等，如圖2，變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
 

                      圖2 變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（二）保護(hù)設(shè)備

    主要有綜合測(cè)控裝置 、差動(dòng)保護(hù)裝置 等，可以對(duì)變壓器內(nèi)相間及匝間短路進(jìn)行內(nèi)外故障的排除與安全應(yīng)急，并對(duì)過流、過負(fù)荷等起保護(hù)作用。針對(duì) 的線路保護(hù)，使用 保護(hù)裝置由后加速、單相接地保護(hù)等組成，在系統(tǒng)中有一臺(tái) 保護(hù)裝置與PT微型機(jī)切換，可同時(shí)低壓保護(hù)與監(jiān)控兩段沒有關(guān)聯(lián)的母線。

    電氣自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)涉及電子、電工、計(jì)算機(jī)工程和自動(dòng)化等多種學(xué)科的綜合性技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)也發(fā)揮著重要的作用。在今天，不斷發(fā)展的煤礦產(chǎn)業(yè)工業(yè)化進(jìn)程，為推動(dòng)煤礦生產(chǎn)的生產(chǎn)效益，必須大力發(fā)展科研力度，并不斷創(chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)，為煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)更好地社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備與現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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