采煤機(jī)電氣設(shè)備與電氣控制技術(shù)

文/邢曉勇

煤炭作為我國主要的能源之一，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步不可或缺的重要資源。在科學(xué)技術(shù)的支撐下，我國煤炭開采系統(tǒng)也正朝著現(xiàn)代化、自動化方向發(fā)展。為滿足現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)和信息化的管理要求，提高對電氣設(shè)備與電氣控制技術(shù)的應(yīng)用分析對提高采煤機(jī)開采效率具有重要意義。采煤機(jī)是由多個獨(dú)立的工作系統(tǒng)組成，各個系統(tǒng)在電氣控制系統(tǒng)的科學(xué)控制下，實現(xiàn)了各功能單元的有效配合，所以電氣控制系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。加強(qiáng)對電氣控制技術(shù)的應(yīng)用研究有助于促進(jìn)煤炭企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 電氣設(shè)備

1.1 電控箱

基于采煤機(jī)運(yùn)行環(huán)境的特殊性，加強(qiáng)對采煤機(jī)電控箱防爆、隔爆能力的控制是確保其正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。電控箱設(shè)計成隔爆兼本安型，以此實現(xiàn)對采煤機(jī)啟停狀態(tài)、運(yùn)輸機(jī)閉鎖；左右截割電機(jī)超載控制；采煤機(jī)牽引方向控制；左右截割滾筒調(diào)高控制；電機(jī)溫升155℃過熱保護(hù)；采煤機(jī)牽引過零保護(hù)等的有效控制，確保采煤機(jī)能夠在復(fù)雜的工作環(huán)境下安全高效的運(yùn)行。電控箱主要由接線腔和隔爆腔組成，接線腔用于接入電纜電線的空間，隔爆腔是為電氣元部件提供安裝場所。電控箱下面的控制按鈕可實現(xiàn)對采煤機(jī)啟停、閉鎖運(yùn)輸機(jī)等的有效操控。另外通過電控箱正面的集中顯示窗可全面了解采煤機(jī)方向牽引及左、右截割電機(jī)運(yùn)載的實際情況。電控箱正面蓋板上設(shè)置有隔離開關(guān)手把和停機(jī)按鈕,這兩者可根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行機(jī)械互鎖,可增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)。

接線腔處在電控箱后面，打開電控箱前部的隔爆腔蓋板可對電控箱進(jìn)行安裝布線操作，電控箱內(nèi)部是隔離開關(guān)、電流互感器、控制變壓器、分線盤等相關(guān)部件。所有的控制部件都設(shè)置在電控箱的控制組件單元中，控制器、電源、數(shù)模采集、總線控制模塊等相關(guān)控制組件共同作用，在中央控制器的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制下，形成采煤機(jī)的電氣控制的大腦及肢體架構(gòu)。

1.2 電動機(jī)

由于采煤機(jī)所處環(huán)境的特殊性，一旦因環(huán)境中瓦斯、煤塵的含量達(dá)到危險標(biāo)準(zhǔn)時就會引發(fā)安全事故，因此電動機(jī)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)必須滿足 GB3836.3《爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》中的相應(yīng)規(guī)定，必須在特定作業(yè)條件下能實現(xiàn)對采煤機(jī)的有效驅(qū)動。電動機(jī)的作業(yè)條件通常情況下海拔控制在1000米以下，環(huán)境溫度小于40℃，冷卻水溫度小于30℃，可滿足采煤機(jī)連續(xù)作業(yè)條件。此電機(jī)屬于礦用隔爆型三相異步電動機(jī)，為降低電機(jī)循環(huán)使用的散熱問題，采取水冷的方式進(jìn)行冷卻。另外為降低繞組運(yùn)行時的溫度升高問題，通過在定子繞組端部設(shè)置溫度繼電器的方式來實現(xiàn)對其的溫度保護(hù)。電動機(jī)長時間的運(yùn)轉(zhuǎn)會因摩擦產(chǎn)生溫度升高現(xiàn)象，此時可通過軸承室前后的注油孔注入潤滑油，來降低軸承溫度實現(xiàn)對軸承的維護(hù)。電動機(jī)接線盒的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)接地裝置，外殼上也設(shè)置有外接地裝置，以此實現(xiàn)對電動機(jī)的保護(hù)。

1.3 電磁閥腔

采煤機(jī)的電磁閥主要包括制動電磁閥、功控電磁閥和調(diào)速電磁閥等，這些電磁閥通常設(shè)置在泵箱里的電磁腔內(nèi)。其機(jī)能為二位四通、三位四通的Y型礦用隔爆電磁換向閥。電磁閥通過閥座連接塊與液壓傳動箱內(nèi)的油管實現(xiàn)連接。當(dāng)采煤機(jī)的控制中心發(fā)出信號時，電磁鐵在電流的作用下產(chǎn)生磁力，進(jìn)而吸住銜鐵推動閥芯移動,閥芯在移動的過程中電磁閥完成換向操作。采煤機(jī)常用的電磁閥為直流電磁鐵，直流電磁鐵可有效降低因銜鐵運(yùn)動時產(chǎn)生的摩擦阻力和升溫問題，確保了電磁閥安全有效的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 電氣控制技術(shù)

2.1 采煤機(jī)的控制

對采煤機(jī)啟停操控時，主要是通過動力電纜的控制芯線實現(xiàn)與采煤機(jī)控制回路的有效連接。利用磁力啟動器先導(dǎo)回路來達(dá)到遠(yuǎn)端控制的目的。采煤機(jī)的啟動以及停機(jī)控制回路中通過設(shè)置多個停機(jī)按鈕并且利用電機(jī)溫度保護(hù)熱敏接點(diǎn)來實現(xiàn)對電機(jī)溫度的有效控制。當(dāng)機(jī)組中某臺電機(jī)溫度升高時，溫度保護(hù)熱敏感點(diǎn)就會發(fā)出警報，停機(jī)按鈕就會自動切斷電源，以免因電機(jī)溫度升高產(chǎn)生問題影響整個機(jī)組運(yùn)行，當(dāng)溫度恢復(fù)正常后設(shè)備才能正常運(yùn)行。

2.2 運(yùn)輸機(jī)的控制

采煤機(jī)的電氣控制技術(shù)主要對運(yùn)輸機(jī)的停機(jī)操作進(jìn)行控制。當(dāng)采煤機(jī)在檢修過程中，通過對運(yùn)輸機(jī)實施閉鎖控制，來確保檢修過程的安全。閉鎖按鈕一般設(shè)置在電控箱之上，主要工作原理和操控方法和采煤機(jī)的控制方式相同。

2.3 電氣控制系統(tǒng)的使用以及維護(hù)

為保證采煤機(jī)性能良好且有效運(yùn)轉(zhuǎn)，首先要全面了解必電氣系統(tǒng)自身的性能特點(diǎn)及工作原理，并對影響電氣系統(tǒng)正常工作的因素展開分析，提前做好相應(yīng)的預(yù)防和維護(hù)。如針對運(yùn)輸過程或其他振動造成的機(jī)內(nèi)緊固件以及插接件松動的問題，可及時檢查機(jī)組內(nèi)各元器件的連接問題，通過對各連接部位進(jìn)行緊固的方式來降低因振動對機(jī)組的干擾，為采煤機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造良好的條件。

2.4 自動化控制技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，采煤機(jī)的自動化控制技術(shù)應(yīng)用也越來越廣泛。 以記憶截割技術(shù)應(yīng)用較為成熟和普遍，該技術(shù)可實現(xiàn)對采煤機(jī)的自動定位，通過對采煤機(jī)滾筒高度的精確定位，并根據(jù)工作實際情況利用記憶截割技術(shù)對其高度進(jìn)行自動調(diào)整，通過自動導(dǎo)航功能，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)可對設(shè)備工況實施全面監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制，不僅降低了人員投入，同時提高了工作效率。

3 結(jié)語

采煤機(jī)電氣設(shè)備和電氣控制技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的支撐下，隨著現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的需要和現(xiàn)代化管理的要求實現(xiàn)了對傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)的完善和調(diào)整。電氣控制系統(tǒng)作為整個采煤機(jī)有效運(yùn)行的中心控制裝置，其工作性能的好壞直接關(guān)系到整個礦井的生產(chǎn)效率和開采量，結(jié)合礦井生產(chǎn)需要和現(xiàn)場工作環(huán)境的要求，加強(qiáng)對采煤機(jī)電氣設(shè)備的優(yōu)化配置，降低外部環(huán)境各種不利因素對采煤機(jī)的干擾，提高電氣控制技術(shù)的自動化程度，來不斷提升采煤機(jī)的開采效率，為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和實現(xiàn)安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。