煤矿电气自动化特点与应用

魏成岗

摘要：众所周知，煤矿企业的工作环境一般都十分复杂恶劣，尤其是煤井，有关的机械设备也比较多，更糟糕的是我国机械设备自动化的水平又比较落后，因此，加快煤矿设备电气自动化技术的发展脚步是目前煤矿企业的关键任务。本文介绍了电气自动化技术在煤矿中的应用特点，分析了电气自动化在采煤中的应用情况，对实现现代化煤矿长远发展具有重大研究意义。

关键词：电气自动化；煤矿；安全；生产效率

电气自动化技术是推动现代社会飞速进步的核心科学结晶，是企业快速生产工业化的先决条件。在目前大部分的工矿企业中，机械设备的电气自动化水平得到了大幅的提高，逐步进入了综合电气自动化大发展的新时代，电气自动化技术的应用对于企业的快速生产起到了巨大的作用。目前自动化技术所涉及到的操控精密程度以及智能化程度逐步提升，自动化技术已经更加地向知识密集化、功能多样化方向和集成化方向靠拢。现代控制技术、计算机技术、通信技术和传感器技术这四种自动化技术是目前电气自动化技术的最重要的几个核心技术，而煤矿生产企业在针对电气自动化技术应用的方面也不能脱离以上几种核心技术的支持和帮助。煤矿企业由于其特殊的工作环境和条件，需要依赖自动化技术的成熟应用，而其未来的发展更是不能缺少自动化技术的涉入。

一、我国煤矿生产电气自动化应用的特点

我国的煤炭储量十分巨大，是我国主要的能源资源之一。作为一个比较特殊的行业，它具有很多的特点：煤炭作为一种不可再生能源资源，其勘探和开采的过程是一项庞大而复杂的工程，而这个巨大工程中的每个环节都需要自动化设备发挥其巨大的作用。其中在井下的综合开采设备就包括采煤机、刮板运输机、液压支架和带式输送机等，全自动刨煤设备主要包括刨煤机、刮板输送机、薄煤层液压支架等。这些优秀的自动化设备的应用不仅可以充分地采掘丰富的煤炭资源，同时极大地提升了整个矿井的生产能力，也极大地改善了煤矿的安全生产条件。而将煤资源运送的过程中同样不能缺少电气自动化设备的帮助，后续的煤炭洗选过程中自动化技术的应用更能极高地提升煤炭的利用率和价值，为煤矿企业创造更大的价值。

二、电气自动化在采煤中的应用

（一）通风系统

由于矿井生产条件远逊于地面生产条件，且通风条件极为恶劣，因此进行自动化系统改造与设计对于改善煤矿生产环境来说是十分必要的。一般来说，综合运用以太环形网络、光纤传输、多机备用技术等多项自动化技术可以极大提高通风系统的可靠性与安全性，而VC++和组态控制软件是通风自动化系统中主控软件，能够实现煤矿通风系统的精准控制。电气自动化技术在通风系统中具备以下功能：现场的手动操作、半自动和全自动的控制、遥感、遥测、遥控功能、故障记忆功能、数据显示功能、冗余功能、现场越线报警功能、扩展功能等。

（二）排水系统

电气自动化技术在排水系统中的主要作用有：（一）无人操作环境下，电气自动化技术能够控制排水系统中水泵的开停时间及工作量，并且能够通过自动操控其他机械设备，因此能提高整个排水系统的工作效率并减少能耗损失；（二）具备负压、过载、超温、轴温、泄露等保护功能，因而能够保障排水系统的稳定性，减少维修率；（三）通过自动化控制系统能够将泵房工作实时数据传达至相应指挥中心，并记录排水系统运行状况，指挥中心根据系统反馈的信息与设备工况做出相应的调节指令，以实现排水系统的远程控制；（四）结合地面远程控制、手动控制和本地自动控制3种控制方式，保证排水系统的可靠性；（五）嵌入控制功能能够根据系统反馈的具体工况提供建议性的管理决策，因此能够保证排水系统的智能控制水平。

（三）供电系统

煤礦供电系统的自动化包括了综合保护器、地面集控中心、监控分站、传输通道4个部分。其中，综合保护器的作用主要是用于供电线路和高压配电装置的测控和保护。其具体的功能包括遥测，即对电流、电压、有功、无功和功率因素进行测量；遥信，即判断断路器和各种保护动作信号的位置；遥控，即对分、合闸的远程控制，修改定值和投退保护；遥脉，即与电度表之间远程通信的实现和远程集中抄表的完成。监控分站作为供电管理系统中间的环节，能够起到连接作用，对现场的设备信息进行集成并加以转换，使其成为协议统一的数据。通过监控分站，能够实现综合保护器和地面分站之间的数据控制和通信。传输通道是通过冗余千兆以太环网将监控中心和各個变配电所连接起来，具有实时反映系统运行工况、提高网络的稳定性和抗干扰的能力、优化网络的性能等特点。地面集控中心具备了实时的监控和监测功能、曲线和报表功能、数据分析和录波等功能。

（四）采煤机械的改良

改良现有采煤机械是电气自动化技术的功能应用之一。采煤机由中厚煤层的采煤机发展到大功率、薄煤层、高强率的滚筒式采煤机，从无链液压牵引、有链牵引的牵引方式发展到变频调速和电磁滑差的无链电牵引方式。液压支架的高度从薄煤层和中厚煤层发展到厚煤层，支架的形式由掩护式逐渐发展成为两柱式高位放顶煤、四柱支撑低位放顶煤、两柱掩护地位放顶煤等多种液压支架形式。这些煤矿技术的发展，都离不开电气自动化的发展。其中液压支架电液控制系统在德国、美国、澳大利亚等煤炭生产技术较为发达的国家已经得到了普遍的应用，液压支架电液控制系统将是煤矿综采工作面实现高产高效的关键的技术，将在煤矿的开采中发挥重要的作用。

（五）采煤过程的人性化

煤矿运用采煤机进行采煤的工作进程，一般来说，都是从厚煤层和中厚煤层开始采起，逐渐向薄煤层中开采过去。在开采过程中，薄煤层的开采一直都是煤矿中开采难度较高的煤层，然而薄煤层中的煤炭产量所占煤田总的可开采储量的比例较大，因此，如何做好薄煤层的开采工作，是当前煤矿企业的煤炭开采工作的重点之一。而电气自动化技术的应用，能够进行采煤机采煤工作时的远程监控，增加了采煤技术的安全性，使得采煤的过程

更加的人性化。在电气自动化的发展中，采煤机能够根据煤层的变化情况和煤层的厚度来进行自动的开采，实现了煤矿企业的高产和高效，使得综合机械化采煤技术也得到了新的发展。

三、提高煤矿生产自动化水平的改进方法

基于煤炭在我国能源结构中的基础地位，国家非常重视煤炭资源的开发与利用，因此提高煤矿生产自动化水平具有十分重大的意义。一方面能够改善生产条件，降低劳动强度，另一方面可提高生产效率，减少机电事故率。在国家政策的支持下，各煤矿企业必须加强自动化水平的改进，总的来说，应做好如下几方面的工作：（一）局部加强支护强度，以减小巷道变形量； 增大综采面宽变和高度，以增加作业空间，尽快淘汰、更新绞车等基本工具，以提高工作效率；合理使用设备，增设电机电流监视器，以避免特殊工况下电机烧毁；（二）增设导管将回油用来润滑轴承，以避免通轴轴承在使用中损坏等；（三）做好检修维护工作，制定并严格落实操作、检修、维护制度及相关的检修记录、奖惩机制等，以确保及时维修。

四、结语

目前煤矿生产中的电气自动化应用十分广泛，而电气自动化的应用对于降低企业的生产成本和提升企业的核心竞争力以及提高企业的安全综合保障能力都有着非常重要的意义和价值，促进电气自动化行业的发展对于煤矿企业的发展十分重要。而煤矿企业在煤矿生产的过程中，更要积极地去探索和发现电气自动化技术在实际生产中的应用，以便更好地为企业的发展提供更多的动力。

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