浅谈煤矿机械设备电气自动化技术应用关键研究

谢晓磊

（青岛能源开源热电有限公司，山东 青岛 266071）

在我国工业发展中，煤矿经济起着重要支撑作用，煤矿行业的发展对我国社会发展和人们生活水平提高都有着重要意义。对于煤矿企业生产经营来说，施工环境中的不同因素对工作效率会产生一定影响。而随着电气自动技术在更多行业中的逐渐应用，在煤矿行业运用电气自动化机械设备能有效提升工作效率，促进我国煤矿行业生产能力的提高，改善原有的传统生产方式，推动煤矿行业的可持续发展。

1 电气自动化在煤矿机械设备中的重要作用

对于煤矿行业来说，生产工作都是在较为恶劣的环境下进行的，需要不同种类的机械设备进行开采挖掘以及运输工作，在生产过程中电气自动化对工作有着重要作用。能有效减少人员造成的失误和安全隐患，也能提升员工工作效率，让煤矿生产过程更加安全。煤矿行业利用先进的电气自动化技术改善或替代传统的生产模式，实现产业的转型升级。如利用煤矿工作远程操作、机械设备控制工作等。与此同时，管理人员能通过机械设备显示数据来检查生产状态，对工作中出现的问题能及时直观的发现，根据机械设备参数数据来分析判断生产过程是否存在问题，让煤矿工作能够顺利进行，减少工作中的故障。由此可见，电气自动化技术在煤矿行业发挥着重要作用。

2 电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用

2.1 电气自动化技术在煤矿挖掘中的应用

目前，我国的煤矿开采工作已经取得了很大的成就，不过还是面临着掘进机械化专业技术欠缺的情况，技术的欠缺极大地限制了煤矿产业的发展，甚至使煤矿能源的产量降低，或者导致停产情况的发生。掘进工作在开采煤矿能源中发挥着关键作用，而且占据着很大的工程量，掘进工作的主要顺序先是支护，然后是破岩，最后是装运，这3个步骤都尤为重要，3个步骤是相互协调的关系。在这个过程中，需要对掘进的整体质量和速度进行保证，而且对于掘进使用的机械有很高的要求，先进的机械能够加快煤矿的生产速度，并且能够保持长久的发展。所以运用电气自动化技术能有效提高煤矿开采环节的工作效率。在开采过程中可以运用电气自动化技术来优化驱动装置，扩大设备运输空间。但在使用过程中也要注意载重问题，机械牵引力主要还是采用液压方式进行，这还需要技术的不断提升，根据实际需求不断完善。

2.2 电气自动化煤矿在运输系统中的应用

在控制系统内可以采用PLC技术作为控制核心，设置用户管理界面和工业监管系统，实现对设备的自动化控制，其连锁功能主要有以下几点：第一，通过在煤矿生产系统工作和运输皮带设备间设置连锁功能，保证在出现问题时能进行停止。第二，控制方式可以采用单机控制、手动操作、集中控制等多种工作方式，便于工作人员操作，减少工作时间。第三，通过上位机检测能有效反应电流变化、胶带运转速度、实时煤量等数据，同时也能反映出工作中出现的打滑、偏移、堆煤、烟雾等现象，并做出及时的预警，能有效提升工作的安全性。第四，电气设备也能与电控设备和变频器、CST、电软启动设备灵活配合，在对运输速度控制中也有良好的发挥，实现软停车和软重启，减少故障的出现，提升整体工作效率。

在煤矿实际开采的过程中，运输人员的劳动强度是非常高的。所以，基于运输系统而实现的电气自动化控制能够有效降低劳动力的损耗，进而提升煤矿生产开采的效率。电气自动化控制能够实现对煤矿电力系统的有限控制，能够有效减少人为造成的电力事故。例如，胶带机具备重要的运输作用，对其运输作业进行有效的管控与检测非常重要。以可编程控制器为核心的控制设备可以实现对运输系统的有效控制，进而对设备的运行状态进行实时的监测，并把数据及时传送到地面监控中心，这样可以确保整个运输系统的安全。

2.3 电气自动化在安全监管设备中的应用

煤矿行业在工作过程中需要配合严格的安全监管工作一起进行，安全问题对于煤矿行业来说是重中之重，一旦出现安全问题就会造成严重影响，所以在生产过程中通过使用电气自动化技术完善安全监管系统，保障煤矿工作的安全性。通过自动化安全监管设备实现对煤矿地下工作环境的监测，监测有毒气体浓度，并及时发出预警；同时也能控制排风系统、断电设备、自动喷雾、红外感应灯设备。运用这种方式，实现对煤矿工作环境的安全监测，减少工作危险的出现，通过电气自动化技术实现数据感应并回传，让工作人员能够及时分析问题产生原因，将危险控制在源头，提升煤矿工作的应急能力。但在现阶段我国自主研发的煤矿安全监管系统还有待完善，有些时候需要进口其他国家的设备，所以我国应在煤矿工作安全监管电气自动化方面加强研究能力，逐渐满足煤矿行业的工作需求。

2.4 电气自动化在变电站系统中的应用

供电设备是煤矿机械设备的动力来源，构建电气自动化工作模式的变电站对于生产有重要意义。在350KV变电所工程中有重要的发挥空间，根据煤矿生产动力需求对变压器、35线路使用集中组屏控制方式，并在控制内安装后台控制监管系统，实现电力系统的自动化监管，让变电站工作操作起来更加便捷。

电气自动化技术应用在变压器成套保护机械设备中，这种方式主要有变压器差动保护设备MTPR-110SD和综合型控制设备MMCU-10H等装置。这样的控制方式能对相间短路和匝间短路等故障进行安全应急控制。同时使用电气自动化技术能对超负荷、过流、接地短路进行安全保护，也能对变压器温度、瓦斯量、压力等进行有效控制，实现对变压设备的保护工作。对于高功率线路保护方式是采用MLPR-10H2型保护装置，在保护系统中还配有1台PT切换装置和低压保护设备MPTS-10H，这种方式能有效实现双母线和单母线主接线PT转化。同时也实现了两段母线保护、绝缘、相互切换的目的，能控制监管两段没有关联的母线。

电气自动化技术能实现后台数据监管，对于煤矿生产来说可以使用先进的珠海万达WLD2100编制自动化系统，这种系统是通过监管控制保护单元、后台监管计算机、通讯显示管理组成。监管控制采用隔层设计技术，后台监管计算机主要是对煤矿采集进行信息分析，并对保护设备数据信息进行分析、控制。记录工作状态，并能及时发出警报，监管煤矿生产的整体运转状况。通讯显示是实现隔层设备的转化和后台计算机显示的作用。对于后台监管计算机来说，电气自动化还能实现远程控制和数据及时处理，让煤矿变电站工作更加自动，实现煤矿行业的高效生产，促进整体工作的顺利开展。

2.5 电气自动化技术在煤矿通风排水系统中的应用

煤矿行业的工作环境较为特殊，所以构建自动化的排风系统尤为重要。在建设电气自动化排风系统时，要检测煤矿正常工作环境，对瓦斯浓度和粉尘浓度有全面的了解，根据所检测的数据来建立自动化排风系统，在遇到气体粉尘超标问题时能够及时作出预警并强力排风，控制煤矿工作环境，让煤矿工作更为安全。对于煤矿排水系统来说，建立自动化排水系统要注意排水水量和自动供水能力。对于煤矿排水来说电气自动化主要有以下几点应用：第一，自动化排水系统能根据需求实现自动排水和供水，同时根据使用需求能对供水设备进行调节，这样才能提升供水效率和准确程度，减少水资源的浪费，进而减少煤矿废水排放对环境的破坏。第二，电气自动化排水系统能实现保护作用，让排水系统能够高效运行，减少排水事故的发生，如果排水出现安全事故，排水系统将会自动启用应对的备用方案，确保煤矿生产的安全性。第三，电气自动化排水系统还可以在第一时间将排水泵房的数据传送到地面指挥中心，同时还可以将煤矿生产中的一些相关数据传输给地面控制人员，这样地面指挥中心能够通过统计的数据分析泵房煤矿的生产情况，让工作人员能够更加全面地了解煤矿生产状态，实现整体工作的自动化控制。电气自动化在煤矿排水系统中的主要控制方式有地面远程控制、本地手动控制和本地自动控制，能有效实现对煤矿排水系统的整体控制，达到良好的工作需求。

3 结语

综上所述，对于煤矿行业发展来说，电气自动化技术有着重要的发挥空间。利用电气自动技术帮助煤矿行业创造更加安全高效的工作环境，提高煤矿开采工作效率。从现阶段我国煤矿电气自动化发展来看有很大进步空间，所有专业技术人员应根据实际工作情况作出更加优化的调整，让电气自动化能在煤矿行业中有更好的发展，促进我国煤矿行业的高效安全生产。