采煤機電氣設(shè)備與電氣控制技術(shù)探析

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【摘要】煤礦資源屬于一種短期內(nèi)不可再生的能源，在當(dāng)下的社會環(huán)境以及社會發(fā)展過程中，對煤礦資源的開采以及應(yīng)用大多為地球現(xiàn)有的煤礦儲備。想要保障煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率，就必須要深入煤礦開采工作中，了解采煤機電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)。論文以此為主題，闡述當(dāng)下使用的主要電氣設(shè)備以及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，希望能夠推進(jìn)我國煤礦開采行業(yè)的健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】采煤機；電氣設(shè)備；電氣控制

1引言

隨著國家的發(fā)展，我國的煤礦開采行業(yè)發(fā)展愈發(fā)迅速，采煤機電氣設(shè)備的發(fā)展也得到了充足的發(fā)展空間以及資金支持。考慮到當(dāng)下煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，想要進(jìn)一步的應(yīng)用各種創(chuàng)新電氣設(shè)備以及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，就必須要深入了解各個設(shè)備的運行原理以及相應(yīng)的控制技術(shù)。在這一過程中，就需要工作人員不斷加強對電氣設(shè)備的認(rèn)識以及電氣控制技術(shù)的了解，為煤礦的開采以及相關(guān)設(shè)備的正常運作提供技術(shù)層面的支持。

2電氣設(shè)備

目前，我國的幾家主要采煤機生產(chǎn)廠對采煤機電氣設(shè)備不斷更新迭代，優(yōu)化其中的問題與不足，盡可能的提高采煤機電氣設(shè)備的正常運作水平[1]。隨著時代的發(fā)展，各電氣設(shè)備的操控方式從過去的PLC技術(shù)逐漸發(fā)展到當(dāng)下的以工控機、DSP、FPGA等技術(shù)為核心的高端電氣操控技能。同時，在不斷發(fā)展的過程中，逐漸加強了各個設(shè)備控制的智能化，在智能化技術(shù)的支持下，相關(guān)設(shè)備的運作更加合理，使用壽命也更長，在日常作業(yè)中，盡可能的降低了人力資源的耗費。

2.1電控箱

一般來說，電控箱的位置通常布置于礦井之中，礦井中存在瓦斯或者煤塵爆炸風(fēng)險[2]。電控箱需要放置在海拔高度2000m以下，并且保障周圍的介質(zhì)溫度控制在-10~+55℃之間，并且要控制環(huán)境內(nèi)部的濕度于25℃溫度下的95%以內(nèi)?？紤]到采煤作業(yè)展開過程中，采煤機的啟動與停止動作、運輸機的閉鎖動作、左右截割電機超載控制、采煤機牽引方向控制、左右截割滾筒調(diào)高控制、電機溫升155℃過熱保護以及采煤機牽引過零保護等問題。需要將電控箱設(shè)計為隔爆兼本安型，保障各設(shè)備以及部件的正常運轉(zhuǎn)，并給予相應(yīng)的設(shè)備妥善的保護措施。在一個完整的電控箱中，其主要由接線腔以及隔爆腔組成，兩部分各自發(fā)揮著相應(yīng)的作用。在日常的運作過程中，由接線腔引導(dǎo)電纜進(jìn)入到相應(yīng)的接線位置并保障接線效果，隔爆腔則為整個系統(tǒng)提供安全電氣原部件提供相關(guān)支持。在電控箱的下表面，特別裝設(shè)了用于控制整個電箱運作的按鈕座，該按鈕座上的按鈕包括采煤機的啟動與停止動作，并且能夠向運輸機發(fā)送閉鎖命令。在電控箱的正面，也就是面向操作人員的一面，需要安裝專門的集中顯示窗，其中的內(nèi)容包括采煤機的左右牽引情況，零位，左右截割電機欠載與超載情況，在日常運作過程中，工作人員可以直接通過該顯示窗了解相應(yīng)設(shè)備的運作情況。電控箱的正面蓋板上，通常會布設(shè)兩個隔離開關(guān)以及兩個采煤機的停機按鈕，在需要隔離開關(guān)動作時，需要提前按下停機按鈕，如若不提前按下停機按鈕，則隔離開關(guān)把手無法動作。接線腔主要位于電控箱的上半部分，為了保障設(shè)備的正常運作，接線腔以及隔爆腔隔板之上，通常會布置12個2240V/2000A的高壓接線柱，并且安置21組芯過線組。其中，有六個高壓接線柱，被應(yīng)用于采煤機的進(jìn)線電源使用。其余六個，則為左右切割電機以及倩影電機電源使用。在正常的運作過程中，兩個線組分別服務(wù)于本安和非本安控制線接線。電控箱的上表面有一個專門的小蓋板，這個小蓋板與隔爆腔想通，在電控組裝架安裝過程中，則需要在該腔內(nèi)完成相關(guān)作業(yè)。在電控箱的后表面，還存在一個隔爆腔蓋板，掀開該蓋板后，可以直接對電控箱內(nèi)的布線情況進(jìn)行調(diào)整以及觀測。在電控箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，會專門布置兩個隔離開關(guān)，有一個控制變壓器1140V/28V，兩個電流互感器2000/1，一個整流橋，一個控制組裝架，兩個高壓控制保險1140V/1A，一個28V/4A保險以及一組分線盤。控制組裝架，該元件可以為電氣控制以及電路保護設(shè)備提供支持，一般來說，控制組裝架由六塊單元插件組成，分別為1E1~1E6。其中1E1主要負(fù)責(zé)電源以及終端板作用，在電源得到相關(guān)命令后，能夠為相關(guān)的設(shè)備以及元件輸出直流電12V，提供各元件的正常運作，與此同時，采煤機啟動的終端元件，也會在該元件板上展開動作或者發(fā)出命令。

2.2電動機

一般來說，在礦井內(nèi)部，含有大量甲烷以及爆炸性煤塵，可以使用YBC-200型電動機，該種電機能夠良好適用于該環(huán)境中，并維系正常的運作。在布置電動機時，需要保障布置區(qū)域在海拔高度1000m以下，并且控制電動機所在空間內(nèi)的溫度低于40℃，冷卻水溫度需要低于30℃。結(jié)構(gòu)：第一，該種電動機，屬于專門應(yīng)用于礦產(chǎn)開采的隔爆型三相異步電動機。第二，該種電動機的冷卻方式主要為水冷，在接線盒的部位，主要通過鋼板焊接來完成相關(guān)元件的連接以及緊密措施，并且會直接將鋼板焊接于機座的上方。考慮到電動機的運行安全，還特別在接線盒內(nèi)裝有專門用于接地的線路以及裝置，但是在機座上，并未專門配備相應(yīng)的外接地裝置。第三，該種電動機的定子繞組端部，會埋設(shè)三個常閉型JW2160H溫度繼電器，每相安裝一個，并且各繼電器之間相互串聯(lián)連接，通過該種方式，來控制繞組的溫度情況，并起到溫度保護作用。在接線盒內(nèi)部，裝有控線接線柱兩個以及主接線柱三個，其中，有明確標(biāo)志1、2號的極顯著為控制接線柱，另外三條為主接線柱標(biāo)志為U、V、W。第四，在該種電動機的前后軸承室位置，均設(shè)置了專門的注油孔，在需要時，可以通過擰開螺釘以及螺栓后完成相應(yīng)的注油動作。一般選用3號鋰基脂（ZL3），在注入油脂的過程中，需要嚴(yán)謹(jǐn)控制潤滑油的所占比例，避免后續(xù)運作過程中軸承溫度過高。

2.3電磁閥腔

在日常運作的過程中，該閥會接收到采煤機電控系統(tǒng)所發(fā)出的信息與命令產(chǎn)生相應(yīng)的動作，讓電磁鐵通電，進(jìn)而通過電磁鐵的磁力，對銜鐵產(chǎn)生吸力，推動整個閥芯的移動，進(jìn)而實現(xiàn)電磁閥換向的功能。一般來說，在失去軸承的時候，閥芯會在彈簧力的作用下，始終維持在中立的位置處。通常情況下，采煤機電磁閥使用的電磁鐵主要為支流濕式電磁鐵。在日常的運作過程中，其運動的摩擦阻力以及溫度上升速度都會得到有效的控制，以保障其正常作業(yè)時的安全性以及穩(wěn)定性。

3電氣控制

3.1采煤機

首先，采煤機的啟動以及停機動作的控制，在實際的運作過程中，工作人員可以直接通過動力電纜一根控制芯線對其發(fā)送相關(guān)命令。通過該種方式，讓采煤機上的控制回路以及磁力啟動器先導(dǎo)回路之間形成連接，并組成專門的遠(yuǎn)程控制回路。在整個采煤機系統(tǒng)中，主要電纜由兩條UCPQ3×50＋1×16＋3×4組成，在順槽的位置，使用兩臺磁力啟動器，在運作的過程中能夠利用該機械設(shè)備，通過延時觸點的方式，為兩臺截割電機發(fā)送分別啟動命令。在整個采煤機系統(tǒng)中，用于發(fā)送并執(zhí)行啟動、停機命令的控制回路中，會主要分布四個停機按鈕。其中一個啟動回路中，會安插三臺電機溫度保護的熱敏接點，以保障電機溫度不會超過荷載數(shù)值，一旦某一機械設(shè)備溫度過高，則立即切斷電源，保障設(shè)備的正常運作。

3.2運輸機

在整個采煤機系統(tǒng)中，對運輸機的控制主要為運輸機的停機動作。通常來說，在發(fā)送運輸機的相關(guān)命令，需要從現(xiàn)場的安全性去考慮，在對采煤機進(jìn)行檢修時，應(yīng)當(dāng)閉鎖運輸機。該設(shè)備的控制原理與采煤機完全相同。

3.3使用與維護

在完成各個元件的連接后，可以按照以下步驟，對電氣系統(tǒng)進(jìn)行實驗：首先，在正常運行之前，提前準(zhǔn)備兩臺GM2250型隔離開關(guān)，放置于整個系統(tǒng)的通風(fēng)口，并解鎖1S1與1S2。隨后，方可啟動采煤機。其次，在采煤機的運作過程中，由工作人員觀察電控箱集中顯示的狀態(tài)。通過該種方式，來保障各電氣設(shè)備的正常運作。在采煤機運作的過程中，還需要考慮到作業(yè)空間內(nèi)的濕度問題，盡可能的避免空間內(nèi)濕度過高。在對各設(shè)備進(jìn)行檢修時，也要重點關(guān)注防爆面的情況。

4結(jié)束語

在當(dāng)下的社會環(huán)境中，煤礦開采與生產(chǎn)維系著國家的正常發(fā)展。隨著經(jīng)濟水平以及科研技術(shù)的推進(jìn)，我國的采煤機所應(yīng)用的電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)也在不斷更新迭代。本文簡單闡述了當(dāng)下煤礦開采企業(yè)中采煤機電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)，希望能夠為相關(guān)的工作人員提供幫助。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊潔.智能控制技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用———評《煤礦井下智能設(shè)備電氣控制實用技術(shù)》[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2020,40（01）:168.

【2】蔣志巍.關(guān)于采煤機電控箱內(nèi)積水問題的研究及改進(jìn)[J].電子世界,2020（09）:187-188.

作者:雷艷 單位:神木職業(yè)技術(shù)學(xué)院