談煤礦機械設(shè)備電氣自動化技術(shù)應(yīng)用

【摘 要】煤礦企業(yè)生產(chǎn)特別是煤礦井下地質(zhì)及工作環(huán)境惡劣，機械設(shè)備較多，而自動化的總體水平相對滯后，煤礦自動化已成為煤炭企業(yè)及煤礦生產(chǎn)發(fā)展的重中之重。本文主要闡述了煤礦采掘機械的電氣自動化、煤礦運輸提升機械電氣自動化、煤礦安全，監(jiān)控控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】自動化技術(shù)；電氣設(shè)備；應(yīng)用

自動化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，同時是進(jìn)一步發(fā)展的條件。在工礦企業(yè)生產(chǎn)中，機械設(shè)備的自動化水平較高，已經(jīng)進(jìn)入綜合自動化時代，自動化技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。自動化控制的精度和智能化程度不斷增加。自動化技術(shù)正在向知識密集化、功能多樣化技術(shù)、集成化方向迅速發(fā)展?，F(xiàn)代控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)是現(xiàn)代自動化技術(shù)的幾大支柱?，F(xiàn)代自動化技術(shù)與計算機技術(shù)已緊密集成。煤礦企業(yè)生產(chǎn)特別是煤礦井下地質(zhì)及工作環(huán)境惡劣，機械設(shè)備較多，而自動化的總體水平相對滯后于制造業(yè)和石油、電力、鋼鐵等行業(yè)。煤礦自動化已成為煤炭企業(yè)及煤礦生產(chǎn)發(fā)展的重中之重。

1、煤礦采掘機械的電氣自動化

近些年來，國內(nèi)外的采掘機械設(shè)備正在向著電牽引方向發(fā)展，使裝機容量日趨增大，多電機驅(qū)動，電機采用橫向布置方式。采煤機的總裝機功率均在1000kw以上，有些已經(jīng)達(dá)到1500kw，牽引電機功率2×60kw，牽引速度0—30m/min。交流電牽引采煤機因其效率較高、可靠性較強、抗污能力較強、維護(hù)方便而倍受煤炭企業(yè)的重視。

控制技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心，由多種傳感器的工況監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，這是先進(jìn)大功率、高效率綜采設(shè)備的主要特點。

煤礦用工作面輸送機正向著多樣化、重承載運輸?shù)姆较虬l(fā)展，許多已采用雙速電機，主、副電機液壓平衡，使用計算機技術(shù)進(jìn)行工況的監(jiān)測技術(shù)。

液壓支架使用以計算機機為核心的電液控制和高壓大流量供液系統(tǒng)。移架速度達(dá)6—8s／架。大功率、高可靠性的機電一體化綜采成套技術(shù)，使煤礦生產(chǎn)高度集中，單產(chǎn)工效可實現(xiàn)高產(chǎn)高效。

我國的采掘機械自動化技術(shù)相對滯后，采煤機最大裝機功率為電牽引830kw；液壓牽引800kw。牽引調(diào)速方式還是以液壓牽引為主，電牽引起步較晚。國產(chǎn)電牽引采煤機僅有MG3344—PWD型等，薄煤層交流電牽引采煤機投入使用，其核心電控部分主要是以國外引進(jìn)，上海、太原、西安、佳木斯等煤機研究與生產(chǎn)機構(gòu)都在試驗或研制電牽引采煤機，有些已投入煤礦生產(chǎn)。工作面刮板運輸機運輸能力較低，過煤量較小，連接強度低，無工況監(jiān)測液壓支架的電液控制在國內(nèi)煤礦機械企業(yè)和研究機構(gòu)正在研制，綜采設(shè)備電氣控制與檢測方面比較落后，不具有故障診斷功能，微機控制還處在應(yīng)用階段。在煤礦綜掘方面利用PLC和微型計算機對掘進(jìn)機的自動控制的尚處在起步階段，與采煤先進(jìn)國家的差距還比較大。

2、煤礦運輸提升機械電氣自動化

二十世紀(jì)八十年代以后，煤礦產(chǎn)量不斷增加，一些大中型煤礦，井下厚煤運輸主要采用膠帶運輸設(shè)備。膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的研制與應(yīng)用已有了較快發(fā)展。

系統(tǒng)化的綜合保護(hù)替代了單一的保護(hù)；計算機和PLC已普遍應(yīng)用，DCS結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)與礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的連接，實現(xiàn)地面監(jiān)控目的。此外，有的高校研制的膠帶機全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，在一些煤礦投入使用，效果非常顯著；計算機與工業(yè)電視膠帶集中監(jiān)控系統(tǒng)，也在一些煤礦投入使用，實踐表明，應(yīng)用效果較好。膠帶自動化存在的問題是部分保護(hù)尚未過關(guān)等。

目前，我國生產(chǎn)的脈沖調(diào)速裝置多采用晶閘管器件構(gòu)成斬波器。隨著新型電力電子器件的開發(fā)和應(yīng)用，高斬波頻率，高效率的斬波器先后投入應(yīng)用。以微機和PLC為核心的“信、集、閉”系統(tǒng)研制成功。

隨著交—交變頻器技術(shù)的成熟，交—交變頻同步拖動調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展。先進(jìn)采煤國家在提升機的電控方面已采用PLC為控制核心，采用PLC進(jìn)行提升工藝控制、安全回路監(jiān)視、同路行程控制，使提升機的安全保護(hù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，同時，實現(xiàn)了全微機監(jiān)控，全部安全部件均采用雙線回路，安全監(jiān)控回路采用冗余技術(shù)來保證提升機的安全運行。以微機為核心的故障診斷裝置的提升可實現(xiàn)高度自動化。在我國，提升機多為交流提升，轉(zhuǎn)子串電阻方式調(diào)速為其主要調(diào)速方式，除了大型先進(jìn)的礦井采用PLC控制替代繼電器控制外，一些礦井還采用繼電器一接觸器控制，直流提升機60%為F—D機組拖動。改革開放以來，我國引進(jìn)了30余臺SCR—D直流全數(shù)字控制提升機，而國產(chǎn)的SCR—D直流提升機以其模擬線路控制居多。采用PLC和微機實現(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集處理的SCR-D提升機已投入使用。近年來，我國以計算機為核心的提升機后備電氣保護(hù)裝置發(fā)展較快，對確保提升機的安全運行起著重要作用。

3、煤礦安全，監(jiān)控控制系統(tǒng)

我國在引進(jìn)國外先進(jìn)的安全監(jiān)控系統(tǒng)及制造技術(shù)的同時，研究和生產(chǎn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，逐步推出了KJ2、KJ4、K190、K195、TF200、AVI等。一般為DCS系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與計算機應(yīng)用已步入國際中上游水平。

在我國，許多大中型煤礦已經(jīng)安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了瓦斯遙測儀和斷電儀，風(fēng)電閉鎖裝置，紅外線自動噴霧裝置等監(jiān)測儀器，我國安全監(jiān)控系統(tǒng)基本上可滿足煤礦的安全生產(chǎn)要求，而因相配套的傳感器的種類較少、壽命較短、穩(wěn)定性較差、維護(hù)工作量較大，這些造成在一些監(jiān)控系統(tǒng)的工作缺乏安全可靠性，系統(tǒng)利用率不高。因此，要采用科技措施，提高系統(tǒng)的可靠性和礦用傳感器的開發(fā)，為煤礦的安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。參考文獻(xiàn)

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