煤礦機械設備電氣系統(tǒng)特點分析

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摘要:自工業(yè)革命后，機械設備逐漸朝著社會各領域滲透，在提高社會生產(chǎn)力、緩解人員工作壓力等方面發(fā)揮著積極作用。煤炭作為一種重要資源，埋藏在地下，傳統(tǒng)工作模式下單純依靠人工無法完成深層次勘探和開采工作。加上地下環(huán)境較為惡劣，需要的開采設備也較多，因此，對機械設備電氣系統(tǒng)提出了更高要求。自動化電氣系統(tǒng)不僅能夠提高開采工作效率，并且能夠減少對工人安全構成的威脅。本文對煤礦機械設備進行介紹，探討不同機械設備電氣系統(tǒng)的應用特點。

關鍵詞:煤礦;機械設備;電氣系統(tǒng);應用特點

最近幾年，我國鋼鐵行業(yè)得到了長足發(fā)展，行業(yè)產(chǎn)能快速提升。城鎮(zhèn)化進程下，居民與工業(yè)用電量顯著提升，各個行業(yè)對煤炭資源也呈現(xiàn)前所未有的需求量，推動煤礦開采朝著信息化、高效化等方向發(fā)展。煤礦開采中，機械作業(yè)在其中占據(jù)較大的比例。信息時代背景下，自動化技術應用于機械設備當中，在很大程度上提高了開采工作有效性和安全性，能夠為工人創(chuàng)建安全、和諧的工作環(huán)境。因此，加強對煤礦機械設備電氣系統(tǒng)應用特點的研究具有現(xiàn)實意義，能夠幫助我們進一步了解和掌握系統(tǒng)操作規(guī)律，提高設備應用效率。

1煤礦機械設備概況

1．1露天煤礦機械

露天煤礦機械主要適用于底層淺表煤礦開采。常見的機械設備有大型輸送機、大型煤炭破碎機等。煤礦開采工作性質(zhì)決定了要選擇大型機械設備。在露天開采中，采用機械設備進行開采工作，具有較高的獨立性，能夠開展自主開采工作，避免其他因素的過度影響，更好地實現(xiàn)開采目標，滿足社會發(fā)展對煤炭資源的需求。另外，在露天環(huán)境當中，作業(yè)范圍和空間較大，在應用機械設備進行開采時，需要合理配置控制系統(tǒng)，以保障各項工作能夠處于有序狀態(tài)當中。露天挖掘機內(nèi)部主要是液壓控制系統(tǒng)，相比較其他設備來看集成度并不高，在操作時，可以不采用電氣系統(tǒng)指揮，僅通過人工進行操作即可，具有較強的靈活性。

1．2井工開采煤礦機械

煤炭資源中，很多都處于深層地下土層當中，井工開采成為必然選擇。但是井工開采難度較大，且具有較強的復雜性。在掘進中，需要借助機械設備，如采掘設備、支護設備及運輸設備等［1］。這些設備在運行中還涉及分支設備，機械設備數(shù)量龐大。不僅如此，機械設備對電氣系統(tǒng)的要求也更高，如果不具備較強的靈活性和反應力，將會影響機械設備性能的發(fā)揮，不利于開采工作順利開展。因此具備良好、完善的電氣系統(tǒng)非常必要。無論是露天還是井工煤礦，開采工作都需要機械設備的支持，而機械設備運行與電氣系統(tǒng)存在密切聯(lián)系，要想更好地操控機械設備，需要加強對系統(tǒng)應用特點的研究，從而在日后工作中更好地操控機械設備，提高工作質(zhì)量和效率。

2煤礦機械設備電氣系統(tǒng)應用特點

2．1采煤機械設備特點

電牽引采煤機應用于井下采掘，該設備結構是將多臺電機整合到一起，使用機載方式進行無級調(diào)速，帶動銷軌方式產(chǎn)生牽引力。一般設備電源電壓設置在3300V。機械設備在運行過程中，人員可以通過計算機系統(tǒng)進行控制，同時根據(jù)操作界面上的數(shù)據(jù)信息判斷出機械設備的狀態(tài)，能夠及時發(fā)現(xiàn)機械設備存在的故障，并采取相應的措施加以調(diào)整。現(xiàn)階段，新型的電控系統(tǒng)主要有端子板、電源及PLC控制單元構成。其中PLC為主要控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒉僮鞫藗魉偷闹噶畎l(fā)送到控制端，帶動機械設備運行，按照工作目標進行操作，使得機械設備能夠參與到開采工作中。操作顯示站作為計算機系統(tǒng)，具備傳輸與顯示兩個功能，將采煤機操作轉(zhuǎn)換為指令編碼，通過通信電纜傳輸?shù)街骺卦O備上，從而完成整個工作的操作。另外，處理主控器的輸出信息，以數(shù)字與漢字形式呈現(xiàn)出來，為工作人員提供參考［2］。當設備出現(xiàn)故障時，計算機能夠及時診斷故障，將故障對應的解決措施顯示出來。同時，系統(tǒng)還具備記憶功能，能夠?qū)嚯姾蟪霈F(xiàn)的故障予以保存，方便下一次進行查詢。調(diào)速系統(tǒng)應用還體現(xiàn)在其他方面，如電磁調(diào)速，即計算機調(diào)速控制器與電動機等，能夠顯著提高控制效果。

2．2膠帶傳輸設備特點

PLC是控制核心，主要以工業(yè)監(jiān)視、控制軟件作為用戶界面，在主控站能夠?qū)崿F(xiàn)一系列功能。具體來說，主斜井皮帶機與地面生產(chǎn)系統(tǒng)之間存在非常密切的聯(lián)系，具有連鎖功能，在實踐生產(chǎn)中，能夠遵循煤流起車原則，遇到突發(fā)狀況時，能夠立即做出反應，避免對人員安全構成傷害［3］。同時，還具有單機、手動等多元化工作方式，能夠滿足工作需求，適用于不同工作環(huán)境當中。液力耦合器與電控等裝置相結合，能夠控制膠帶傳送機速度，使其按照預期的工作要求運轉(zhuǎn)，如加、減、起、停等速度均控制在合理范圍之內(nèi)，使多臺設備功率都維持在平衡狀態(tài)中，協(xié)調(diào)各項工作之間的關系，從而為開采工作提供更多支持。上位機顯示功能，即將煤流量、膠帶速度及電流等信息展現(xiàn)出來，一目了然，幫助工作人員更好地開展工作。同時，還可以使用故障提示等功能，實現(xiàn)對機械設備工作狀態(tài)的動態(tài)化監(jiān)督和控制，以保障機械設備能夠處于良好運行狀態(tài)中［4］。組網(wǎng)功能則與其他工業(yè)領域的系統(tǒng)相似，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)視等功能，使機械設備性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)，提高工作效率。針對警報信號來說，生產(chǎn)系統(tǒng)、膠帶沿線等互相配合，為各個環(huán)節(jié)工作奠定了堅實的基礎。除了上述特點之外，還能夠顯示井底給煤機運轉(zhuǎn)信號，加上多功能電話，使地下與地上之間進行良好的溝通，及時匯報地下情況，幫助地上做出正確的工作決策，提高工作有效性［5］。系統(tǒng)能夠?qū)ζC運行狀態(tài)進行監(jiān)督和管理，通過智能表實時存儲數(shù)據(jù)信息，如電壓、電流及有功等信息，提供各個時刻數(shù)據(jù)記錄和查詢，幫助工人對其進行相應的處理。還可以將運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息保存到數(shù)據(jù)庫當中，如帶速、運行時間等［6］。根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出直觀、形象的圖像，并將其打印出來，為各個部門工作的開展提供依據(jù)。

2．3自動化調(diào)試技術特點

在現(xiàn)代化科學信息技術應用水平不斷提升的帶動和影響下，煤礦機械設備電氣應用系統(tǒng)在煤礦企業(yè)生產(chǎn)運作過程當中的應用范圍也在不斷擴大?，F(xiàn)代化全自動的電氣設備調(diào)試功能與傳統(tǒng)設備運行的調(diào)試方式相比，有更為先進以及顯著的應用特征。結合了現(xiàn)代化高科技數(shù)字信息處理技術之后的煤礦機械，其相應的設備運行自動調(diào)試功能能夠通過數(shù)字算法全面保護設備的運行參數(shù)信息。當相關技術工作人員檢驗微機型號煤礦機械的電氣生產(chǎn)設備時，可以通過自動化調(diào)試的模擬保護裝置，設立各種虛擬的調(diào)試環(huán)境［7］。單相實驗法以及三相實驗法都是可以供相關技術工作人員選用在模擬調(diào)試設立過程當中的主要實驗手段。在數(shù)字信息處理技術應用范圍不斷擴大的帶動和影響下，煤礦機械電氣設備的自動化調(diào)試操作方式更加簡單，設備安全故障的檢修和維護工作開展更加方便。相關技術工作人員在調(diào)試過程當中不必再接連復雜的煤礦機械設備電子線路，只需簡單的兩三個步驟就可以實現(xiàn)煤礦機械生產(chǎn)設備的高效調(diào)試［8］。需要格外注意的是，在自動化調(diào)試的單相實驗方法當中，兩個不同相位在調(diào)試過程之中，幅值的差距應當盡可能的精準規(guī)范，相位要保持在180度的恒定差值之上。而在自動化調(diào)試的第二種三相實驗方法當中，不同相位電流值的輸入在一般情況不會與單相實驗方法當中的數(shù)值差距等同［9］。但不管是哪一種類型的實驗方法，在自動調(diào)試過程之中的應用，都能夠?qū)γ旱V機械電氣設備的保護起到顯著的促進作用。

3結論

機械行業(yè)發(fā)展過程中，機電設備自動化已經(jīng)成為機械發(fā)展的主流趨勢，煤礦開采工作對機械自動化提出了更高要求。電氣系統(tǒng)在其中的應用能夠顯著提升生產(chǎn)效率，為工作人員構建安全的工作環(huán)境。電氣系統(tǒng)與機械設備相結合，能夠加大監(jiān)控范圍，逐漸引用先進的科學技術，如通信、網(wǎng)絡技術等，將各個分散、獨立的工作有機整合到一起，實現(xiàn)電氣系統(tǒng)集約化、自動化發(fā)展目標，從而加快我國煤礦開采事業(yè)發(fā)展進程。

參考文獻:

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［7］趙忠忠．煤礦機械設備電氣系統(tǒng)應用特點探析［J］．山東煤炭科技，2015，(02):113－115．

［8］陳二超，郜小路．煤礦機械設備電氣系統(tǒng)應用特點淺析［J］．河南科技，2014，(08):101．

［9］王淼．煤礦機械電氣設備自動化調(diào)試技術的應用［J］．煤礦機械，2013，(07):242－244．

作者:郎建棟 單位:河南省許平煤業(yè)有限公司