煤矿机械设备电气自动化技术的应用

杨自文

（宁夏银星煤业有限公司，宁夏灵武 750408）

在众多煤矿机械设备中，电气自动化技术的广泛应用，是精准采集各项现场作业数据参数的主要方法之一，并且能够对地面电力系统的监控指标进行集中反馈和信息处理。在集中部署和应用电气自动化控制模式的过程中，煤矿作业现场的施工技术人员和管理人员需要对煤矿机械设备的电气控制系统进行定期维护和检修，才能够保障电子元件的实际应用质量。

1 煤矿地面生产系统的电气自动化

1.1 继电器控制

在不同规模的煤矿生产作业现场中，地面生产系统的电气自动化控制功能相对比较复杂，间接影响继电器控制回路的完整性和安全可靠性。在继电器控制模式下，要对总线和通信传输线路进行全面的安全检查，会额外耗费较多人力物力，但是此项控制技术的应用成本相对较低，比较适用于中小规模的煤矿作业现场环境之中[1]。但是在应用继电器控制技术和系统的过程中，相关企业和单位机构需要重点排查实矿信息的完整性和安全可靠性，才能够对继电器信号的变化趋势进行客观评估和统计分析。继电器控制模式的操作功能会互相影响，故障排除难度相对较高，因此未广泛应用在多种煤矿地面作业系统之中。很多煤矿开采环境相对比较复杂，继电器控制模式只适用于中小型规模的煤矿开采作业场景，并需要对数据通路和通信控制总线进行全面的安全检查和质量检查，才能够确保继电器设备的实际应用质量和安全运行状态基本不变。

1.2 单片机构成控制器

在露天煤矿以及地下矿井中，单片机构成的控制器应用相对比较广泛，但是相关操作功能的灵活性普遍不强，并且不具有较强的可拓展性和系统鲁棒性[2]。很多单片机构成的控制器设备，能够对露天煤矿地下煤矿的机械设备作业过程进行客观评估和在线监控，但是数据通信线路并不完全可靠，也会引发较多安全责任事故问题。在实际应用单片机控制器设备的过程中，要精准识别通信信号的完整性和真实性，并对计算机系统软件的操作指令进行可靠性评估，才能够进一步界定单片机设备内部结构的一致性。在应用单片机进行软件编程以及算法设计的过程中，很多煤矿企业会集中采用成套的信息化解决方案，但是不能够完全依赖于单片机控制器设备，以免影响到地面生产系统和地下生产系统的稳定通信传输控制状态[3]。

1.3 可编程控制器

对于相对比较复杂的煤矿工程建设项目，可编程控制器的应用相对比较广泛，并且能够根据煤矿机械设备的具体型号和规格，针对性安装和配置相关系统操作参数，并自动化监控煤矿机械设备的实际运行状况[4]。但是在部署和应用可编程控制器的过程中，需要充分考量煤矿作业现场的实际工程数据量是否超出可编程控制器的实际承载能力，也需要客观评估煤矿机械设备的电气自动化控制模式是否安全可靠。在广泛应用可编程控制器的过程中，现场施工技术人员和管理人员需要对煤矿机械设备的待机和运转状态进行集中切换，并在断电和通电状态下进行全面的安全质量检查，将集成电路的数据输入和输出模式进行针对性测试，才能够进一步确定煤矿机械设备能够完成原定作业内容和目标。应用此种控制方式，核心设备包括电源设备、中央处理器、输入输出设备。设备连接与集成电路控制系统规模比较小，可以缩小空间占比[5]。应用此种控制方式，可以发挥出灵活性、稳定性优势，简化操作步骤，全面提升电气设备控制效率与质量。

2 煤矿机械设备电气自动化运行的影响因素

2.1 环境因素

在煤矿开采作业现场中，环境因素会严重干扰机械设备的电气自动化运行状态，并且对各类设备内部零部件的正常使用功能造成严重影响。尤其在煤矿开采的不同作业面上，电磁波和离心振动状态都会严重干扰到机械设备内部电气系统零部件，从而对各项数据参数的采集和通信传输过程造成一定影响。使用机械设备之前，要严格检查施工作业环境中是否存在较多外部干扰因素，也需要对机械设备的电气控制系统模式进行集中切换操作。尤其在地质环境比较复杂的施工区域内，采煤机械设备和掘进机械设备都会受到一定干扰，并且对电气系统的自动控制模式和数据信息传输过程产生连锁影响。施工技术人员和现场管理人员需要对周边操作环境进行全面的安全检查和风险评估，才能够最大限度保障煤矿机械设备的电气系统运行状态基本不变。在综合研判和识别各项环境影响因素的过程中，根据煤矿开采作业的实际工作规模，也要客观评估机械设备内部电气系统控制装置的完整性和工程数据信息采集精度。

2.2 人员因素

在不同规模的煤矿开采作业现场中，系统操作人员的操作失误现象相对比较普遍，因此间接影响到煤矿机械设备的运行状态和实际作业参数，对各类电气系统装置的正常操作与控制切换模式产生一定影响。现场施工技术人员以及管理人员并不深入理解各类煤矿机械设备的正常操作程序，也会引发较多安全责任事故问题和设备故障问题，从而影响到煤矿机械设备的正常使用寿命。很多煤矿并未完全贯彻落实安全生产规章制度，因此部分施工技术人员和现场管理人员的设备安全检查工作很容易被忽略，也会间接引发较多地质灾害事故等问题。很多系统控制设备的操作精度相对较高，但是很多施工技术人员不能够完全按指定的操作程序进行施工作业和地质勘探，直接影响煤矿企业的经济效益，还会显著降低煤矿机械设备的实际应用效率。人员因素所导致的安全责任事故问题，与煤矿机械设备的电气控制操作过程直接相关，不能够精准识别煤矿开采作业面中的各项安全隐患因素和环境影响因素，也会产生较多设备故障问题。

2.3 元件质量因素

在煤矿机械设备的电气控制系统模式中，电子元件的实际应用质量非常关键，直接关联到电气自动化系统的实际应用效率，还会影响煤矿开采作业面的完整性和安全可靠性。很多煤矿企业的安全责任意识比较淡薄，不能够精挑细选相关材料市场中的电子零部件，电气自动化系统中的元件质量堪忧，也会引发较多系统设备故障问题，对施工作业环境的稳定性和安全性造成严重威胁。电子元件质量的不稳定，体现在材料采购和运输等相关环节，不能够顺利通过煤矿施工现场的安全检查环节。因此在集中组装煤矿机械设备的过程中，要严格检查不同采购批次的电子元件是否存在质量问题，并且要详细记录和统计分析电气自动化系统中的电子元件编号以及具体功能。

3 电气自动化技术在煤矿开采机械设备的应用要点

3.1 通风系统应用

在不同生产作业规模的煤矿开采现场中，通风系统中的电气自动化技术应用形式非常普遍，并且能够进一步改善通风环境，确保施工技术资源和人力资源的完整性和安全性。在构建地面安全生产保障系统以及井下开采作业管理系统的过程中，煤矿企业和其他监管部门需要对自然通风和机械通风系统结构进行全面勘测和质量检查，才能够确保煤矿开采作业过程中机械设备资源和人力资源的安全性以及稳定性。在应用通风系统装置的过程中，要对不同煤炭开采层的地质环境因素进行重点勘察，并将煤矿开采机械设备上的传感器数据指标进行重点统计分析，也需要对远程安全监控和遥控控制装置进行合理调配，确保地面和地下煤矿开采作业面结构和环境的安全稳定性。煤矿企业可以选用组合式的通风系统装置，并对通风条件进行自动化数据信息采集，当某类气体物质达到一定浓度之后，需要自动转换成机械通风控制模式，才能够确保人员和机械设备的整体安全性。

3.2 煤矿开采监管应用

在不同生产作业规模的煤矿开采作业现场中，需要对地面和采矿作业面进行联动安全监管和质量监管，因此能够将电气自动化技术应用在煤矿开采监管体系中，才能够动态监测各项生产技术资源，确保生产过程符合可持续发展观的实际应用需求。在构建煤矿开采监管技术体系的过程中，施工单位和监理单位需要严格检查计算机技术和信息管理工具的系统操作功能是否基本一致，并对电气自动化技术的系统设备进行全面监控和运行状态检测，才能够充分保障煤矿开采作业过程的连贯性和安全可靠性。此外，煤矿安全生产作业中必不可少的液压支架也必须实现电气自动化，推动高压供液自动化技术和液压控制自动化技术的完成，提高液压系统的运行可靠性，保障煤炭开发利用安全作业。因此在构建煤矿开采监控监管体系的过程中，要对不同时间阶段内煤矿开采作业的实际能源消耗量和资源利用率进行对比分析，才能够进一步确定煤矿机械设备以及其他生产要素的安全可控性，并需要对各项施工作业内容进行客观评估和质量检验。

3.3 煤炭运输应用

在不同生产规模的煤矿施工现场中，煤炭的运输巷道是非常关键的施工技术资源，因此也需要应用装备电气自动化系统的机械设备，才能够精准采集各项技术参数，并将数据指标同步给地面生产管理系统。在构建煤炭运输监管系统的过程中，需要将自动化传感器设备所采集到的重量和体积等关键性技术参数，通过可编程控制器输出到数据总线之中，并确定煤炭运输时间和状态的一致性。为保障煤矿现场的煤炭运输速度和质量，需要合理运用机械设备的电气自动化操作模式，并对煤炭运输数据参数指标的合理性和准确性进行实时校验和对比分析，才能够将数据信息传输到地面生产管理信息系统之中。但是在部署和应用煤炭运输操作功能模块的过程中，要对煤炭属性进行精准识别，并确保运输路径的一致性和安全可靠性。除此之外，在运用机械设备的电气自动化技术资源过程中，还需要重点关注煤炭运输效率的变化趋势，并确保煤炭质量和体积等数据参数的变化趋向于稳定即可。

3.4 排水系统应用

在煤矿施工作业现场中，排水系统是必不可少的，并且间接影响煤矿开采作业过程中的地质条件稳定性和人员安全性。但是在构建煤矿排水系统的过程中，要对各类排水设备的自动化运行模式进行重点监控和安全检查，确保地表水和地下水排出效率的稳定性，并需要对不同水源进行精准识别，以免影响到地下和露天煤矿的开采作业质量。排水系统中的机械设备电气自动化控制模式，需要将各项监控数据指标的实时采集过程进行重点监督，并确保排水管道的畅通性和密闭性，实时监控和反馈煤矿的排水状况，从而使管理人员可以随时了解排水设备的运行情况。当出现突发情况时，要根据具体情况及时采取应对措施，优化煤炭排水系统，提高排水管道的效率，确保煤炭行业的生产安全。除此之外，在煤矿作业现场中应用自动化排水系统，也有利于提升水资源的实际利用率，并能够尽量避免不同煤矿开采层出现透水事故问题，并充分保障开采作业过程的连贯性以及安全稳定性。

3.5 安全保障设备应用

不论是露天煤矿还是地下矿井，都需要充分保障采矿作业过程的安全性，因此需要针对性配备安全保障设备，对地面生产管理情况进行重点监控和质量监督，也能够协助动态协调采矿作业面中的相关技术资源。因此在应用各类安全保障设备的过程中，需要对煤矿施工现场中容易产生的安全责任事故问题进行重点排查，并需要对自动检测设备和喷雾设备、断电设备的电气自动化技术应用形式重点检查和质量评估，才能够确保各类数据信息的通信传输过程符合原定施工需求。煤矿企业需要在施工作业现场中合理配置安全保障设备，并对机械设备的电气自动化控制模式进行动态切换和参数统计，才能够进一步提升采矿作业流程的连贯性和安全性，并对关键质量控制节点和安全监督内容进行动态协调。

4 结束语

我国一直重视能源建设，煤炭作为最重要的能源之一，不论是在技术还是设备上均实现了全面的创新应用，极大提升了工作速度与质量，保证了生产的连续性。当前，煤炭生产电气自动化技术越来越成熟，在生产过程中，起到了重要的推动作用。只有全面推动自动化生产模式，才能有效提高煤炭开采能力，满足社会经济发展对能源的需求。