煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用研究

摘 要 本文從煤礦機(jī)械設(shè)備簡介、電氣系統(tǒng)概況以及煤礦機(jī)械設(shè)備電器系統(tǒng)的應(yīng)用角度出發(fā)，研究了煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、電氣系統(tǒng)影響因素、煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)存在問題與解決策略。與同類研究相比，本文旨在突出研討煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)應(yīng)用分析問題的重要性。

關(guān)鍵詞 煤礦機(jī)械設(shè)備 電氣系統(tǒng) 應(yīng)用 特點(diǎn)分析

一、引言

煤礦開采包括露天淺層的煤礦開采和下井深層開采，兩者都需要保證開采人員的安全以及開采的質(zhì)量。煤礦開采需要機(jī)械設(shè)備的輔助，機(jī)械設(shè)備的重要性顯而易見，而機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，所以研究煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用問題至關(guān)重要，這一話題也成為相關(guān)學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

二、煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（一）滿足機(jī)械設(shè)備對電氣系統(tǒng)的需求

安裝電氣系統(tǒng)的目的是使煤礦機(jī)械設(shè)備能夠高效率協(xié)調(diào)地工作，所以機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)最基本的要求是滿足機(jī)械設(shè)備的所有需求。

（二）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

在滿足機(jī)械設(shè)備對電氣系統(tǒng)的需求的基礎(chǔ)上，還要優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。一般的電氣系統(tǒng)只是滿足了機(jī)械設(shè)備的基本要求，在這個(gè)基礎(chǔ)之上，可以提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以節(jié)省時(shí)間，提高效率，提高安全系數(shù)。

（三）協(xié)調(diào)機(jī)械設(shè)備和電氣系統(tǒng)之間的關(guān)系

機(jī)械設(shè)備屬于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，而電氣系統(tǒng)屬于控制電氣，兩者有差異也有相同之處，只有處理好運(yùn)行過程中兩者的關(guān)系，才能使煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（四）開發(fā)新工藝

傳統(tǒng)工藝能夠滿足基礎(chǔ)需求，想要提高效率，節(jié)約成本，就必須開發(fā)新的工藝，選取正確的元件。

三、采煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)影響因素

（一）自然條件

1.露天自然條件。在露天淺層處開采煤礦，影響開采機(jī)械設(shè)備的環(huán)境因素包括溫度、濕度、風(fēng)速等。在炎熱的環(huán)境條件下，要在機(jī)械設(shè)備、電氣系統(tǒng)中加入冷卻系統(tǒng)；在低溫條件下，一些機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行條件不滿足，此時(shí)則需要預(yù)熱處理系統(tǒng)。

2.地下自然條件。在地下進(jìn)行煤礦開采的條件更為嚴(yán)酷，地下開采的機(jī)械設(shè)備也更為復(fù)雜，包括提升機(jī)、皮帶傳輸機(jī)、采煤機(jī)等，這樣使得電氣系統(tǒng)也更加復(fù)雜，對環(huán)境條件也更為敏感。比如，針對地下潮濕的問題，要求設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮這一因素，防止電線電路受潮發(fā)生意外。

（二）磁場條件

電線電路布置合理，不僅要防止受潮受熱，而且他們之間存在磁場干擾，所以布置的時(shí)候要盡量避免磁場干擾。

（三）機(jī)械條件

煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、噪音等一系列機(jī)械反應(yīng)，在設(shè)計(jì)過程中要考慮這些機(jī)械條件的因素，防止共振，減少噪音。

四、煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用分析

（一）煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)問題

1.煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)。煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)包括機(jī)械設(shè)備和電氣系統(tǒng)，整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)復(fù)雜，所以購買的設(shè)備必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢測標(biāo)準(zhǔn)，如果選擇的設(shè)備不合理，則會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)無法為機(jī)械設(shè)備服務(wù)，機(jī)械設(shè)備不能配合電氣系統(tǒng)運(yùn)行，最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和意外發(fā)生，所以必須嚴(yán)格檢測煤礦機(jī)械設(shè)備以及電氣系統(tǒng)。

2.煤礦機(jī)械設(shè)備環(huán)境。我國煤礦開采分為露天開采和地下深井開采，所以煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)有的安裝在露天，有的安裝在地下。在不同的環(huán)境安裝要考慮不同環(huán)境條件下的煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在露天淺層處開采煤礦，影響開采機(jī)械設(shè)備的環(huán)境因素包括溫度、濕度、風(fēng)速等，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝相對來說比較簡單；地下開采的機(jī)械設(shè)備則相對更復(fù)雜，包括提升機(jī)、傳輸機(jī)、采煤機(jī)等，所以電氣系統(tǒng)也相對更復(fù)雜，對環(huán)境條件也更敏感，地下一般都比較潮濕，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮這一因素，防止電線電路受潮發(fā)生意外。

3.警報(bào)檢測預(yù)防。煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)工作條件惡劣，工作時(shí)間長，對于警報(bào)檢測以及預(yù)防要及時(shí)、智能，以此避免意外，甚至煤礦坍塌等事故的發(fā)生。

（二）煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)策略

1.改善監(jiān)督煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)。優(yōu)化改善煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用PLC等控制技術(shù)強(qiáng)化電氣系統(tǒng)的功能，提高效率，加強(qiáng)安全性能。

2.增強(qiáng)全員的安全意識(shí)。對于采礦，首先要保證工作人員的人身安全，所以要對所有參與人員進(jìn)行安全意識(shí)教育。對不同工作的員工進(jìn)行分批培訓(xùn)，比如對下井采礦人員進(jìn)行井下工作準(zhǔn)則注意事項(xiàng)的培訓(xùn)教育，對于機(jī)械設(shè)備操作的員工也要進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，要及時(shí)預(yù)防意外。增強(qiáng)全員的安全意識(shí)，平平安安工作。

3.加強(qiáng)監(jiān)督管理。任何一個(gè)部門系統(tǒng)都需要監(jiān)督管理，只有在監(jiān)督管理的條件下才會(huì)積極有效地完成工作，對于采礦更要加強(qiáng)監(jiān)督的作用，避免意外發(fā)生。首先對于領(lǐng)導(dǎo)要監(jiān)督設(shè)備的選型，避免采購到不合理的設(shè)備對采礦這個(gè)過程產(chǎn)生負(fù)面影響；施工單位要監(jiān)督操作人員是否安全作業(yè)，比如在工地工作不戴安全帽等行為，避免事故發(fā)生；設(shè)備管理人員要對設(shè)備操作工進(jìn)行監(jiān)督，避免設(shè)備操作不當(dāng)引起嚴(yán)重后果。只有對每一環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，才能保證采礦工作安全有效地開展。

4.全面落實(shí)責(zé)任制度。為了提高煤礦采購的質(zhì)量以及安全性能，必須實(shí)行責(zé)任制度，責(zé)任到人，每一環(huán)節(jié)都不能出錯(cuò)，這樣煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用才能達(dá)到更好的效果。

（三）實(shí)踐分析

在實(shí)際煤礦開采的過程中，以掘進(jìn)機(jī)為例，對于掘進(jìn)機(jī)的電氣系統(tǒng)控制分析，掘進(jìn)機(jī)的電氣系統(tǒng)包括電機(jī)控制系統(tǒng)、油缸控制系統(tǒng)和照明控制系統(tǒng)。電機(jī)控制回路是以PLC為中心，信號(hào)控制采用通訊實(shí)現(xiàn)各個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)和停止。高壓電接入電控箱，然后與空氣斷路器、熔斷器、電流傳感器、真空接觸器等接觸器相連接，最后與油泵電機(jī)、截割電機(jī)等連接。油缸控制系統(tǒng)主要包括遙控接收器和控制器，遙控接收器主要用于信號(hào)接收并反饋給相應(yīng)元件；控制器（PLC）對整個(gè)掘進(jìn)機(jī)的行為進(jìn)行控制。煤礦使用高壓電，通過變壓器將高壓電變?yōu)檎彰魉?6V電壓，并與空氣斷路器、熔斷器、變壓器相連接。

（作者單位為中國人民解放軍陸軍航空兵學(xué)院）

[作者簡介：李巖，山東臨沂人，本科，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。]

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