煤矿机械设备电气系统特点分析

摘要:自工业革命后，机械设备逐渐朝着社会各领域渗透，在提高社会生产力、缓解人员工作压力等方面发挥着积极作用。煤炭作为一种重要资源，埋藏在地下，传统工作模式下单纯依靠人工无法完成深层次勘探和开采工作。加上地下环境较为恶劣，需要的开采设备也较多，因此，对机械设备电气系统提出了更高要求。自动化电气系统不仅能够提高开采工作效率，并且能够减少对工人安全构成的威胁。本文对煤矿机械设备进行介绍，探讨不同机械设备电气系统的应用特点。

关键词:煤矿;机械设备;电气系统;应用特点

最近几年，我国钢铁行业得到了长足发展，行业产能快速提升。城镇化进程下，居民与工业用电量显著提升，各个行业对煤炭资源也呈现前所未有的需求量，推动煤矿开采朝着信息化、高效化等方向发展。煤矿开采中，机械作业在其中占据较大的比例。信息时代背景下，自动化技术应用于机械设备当中，在很大程度上提高了开采工作有效性和安全性，能够为工人创建安全、和谐的工作环境。因此，加强对煤矿机械设备电气系统应用特点的研究具有现实意义，能够帮助我们进一步了解和掌握系统操作规律，提高设备应用效率。

1煤矿机械设备概况

1．1露天煤矿机械

露天煤矿机械主要适用于底层浅表煤矿开采。常见的机械设备有大型输送机、大型煤炭破碎机等。煤矿开采工作性质决定了要选择大型机械设备。在露天开采中，采用机械设备进行开采工作，具有较高的独立性，能够开展自主开采工作，避免其他因素的过度影响，更好地实现开采目标，满足社会发展对煤炭资源的需求。另外，在露天环境当中，作业范围和空间较大，在应用机械设备进行开采时，需要合理配置控制系统，以保障各项工作能够处于有序状态当中。露天挖掘机内部主要是液压控制系统，相比较其他设备来看集成度并不高，在操作时，可以不采用电气系统指挥，仅通过人工进行操作即可，具有较强的灵活性。

1．2井工开采煤矿机械

煤炭资源中，很多都处于深层地下土层当中，井工开采成为必然选择。但是井工开采难度较大，且具有较强的复杂性。在掘进中，需要借助机械设备，如采掘设备、支护设备及运输设备等［1］。这些设备在运行中还涉及分支设备，机械设备数量庞大。不仅如此，机械设备对电气系统的要求也更高，如果不具备较强的灵活性和反应力，将会影响机械设备性能的发挥，不利于开采工作顺利开展。因此具备良好、完善的电气系统非常必要。无论是露天还是井工煤矿，开采工作都需要机械设备的支持，而机械设备运行与电气系统存在密切联系，要想更好地操控机械设备，需要加强对系统应用特点的研究，从而在日后工作中更好地操控机械设备，提高工作质量和效率。

2煤矿机械设备电气系统应用特点

2．1采煤机械设备特点

电牵引采煤机应用于井下采掘，该设备结构是将多台电机整合到一起，使用机载方式进行无级调速，带动销轨方式产生牵引力。一般设备电源电压设置在3300V。机械设备在运行过程中，人员可以通过计算机系统进行控制，同时根据操作界面上的数据信息判断出机械设备的状态，能够及时发现机械设备存在的故障，并采取相应的措施加以调整。现阶段，新型的电控系统主要有端子板、电源及PLC控制单元构成。其中PLC为主要控制系统，能够将操作端传送的指令发送到控制端，带动机械设备运行，按照工作目标进行操作，使得机械设备能够参与到开采工作中。操作显示站作为计算机系统，具备传输与显示两个功能，将采煤机操作转换为指令编码，通过通信电缆传输到主控设备上，从而完成整个工作的操作。另外，处理主控器的输出信息，以数字与汉字形式呈现出来，为工作人员提供参考［2］。当设备出现故障时，计算机能够及时诊断故障，将故障对应的解决措施显示出来。同时，系统还具备记忆功能，能够将断电后出现的故障予以保存，方便下一次进行查询。调速系统应用还体现在其他方面，如电磁调速，即计算机调速控制器与电动机等，能够显著提高控制效果。

2．2胶带传输设备特点

PLC是控制核心，主要以工业监视、控制软件作为用户界面，在主控站能够实现一系列功能。具体来说，主斜井皮带机与地面生产系统之间存在非常密切的联系，具有连锁功能，在实践生产中，能够遵循煤流起车原则，遇到突发状况时，能够立即做出反应，避免对人员安全构成伤害［3］。同时，还具有单机、手动等多元化工作方式，能够满足工作需求，适用于不同工作环境当中。液力耦合器与电控等装置相结合，能够控制胶带传送机速度，使其按照预期的工作要求运转，如加、减、起、停等速度均控制在合理范围之内，使多台设备功率都维持在平衡状态中，协调各项工作之间的关系，从而为开采工作提供更多支持。上位机显示功能，即将煤流量、胶带速度及电流等信息展现出来，一目了然，帮助工作人员更好地开展工作。同时，还可以使用故障提示等功能，实现对机械设备工作状态的动态化监督和控制，以保障机械设备能够处于良好运行状态中［4］。组网功能则与其他工业领域的系统相似，能够实现数据传输和监视等功能，使机械设备性能发挥到最佳状态，提高工作效率。针对警报信号来说，生产系统、胶带沿线等互相配合，为各个环节工作奠定了坚实的基础。除了上述特点之外，还能够显示井底给煤机运转信号，加上多功能电话，使地下与地上之间进行良好的沟通，及时汇报地下情况，帮助地上做出正确的工作决策，提高工作有效性［5］。系统能够对皮带机运行状态进行监督和管理，通过智能表实时存储数据信息，如电压、电流及有功等信息，提供各个时刻数据记录和查询，帮助工人对其进行相应的处理。还可以将运行产生的数据信息保存到数据库当中，如带速、运行时间等［6］。根据数据绘制出直观、形象的图像，并将其打印出来，为各个部门工作的开展提供依据。

2．3自动化调试技术特点

在现代化科学信息技术应用水平不断提升的带动和影响下，煤矿机械设备电气应用系统在煤矿企业生产运作过程当中的应用范围也在不断扩大。现代化全自动的电气设备调试功能与传统设备运行的调试方式相比，有更为先进以及显著的应用特征。结合了现代化高科技数字信息处理技术之后的煤矿机械，其相应的设备运行自动调试功能能够通过数字算法全面保护设备的运行参数信息。当相关技术工作人员检验微机型号煤矿机械的电气生产设备时，可以通过自动化调试的模拟保护装置，设立各种虚拟的调试环境［7］。单相实验法以及三相实验法都是可以供相关技术工作人员选用在模拟调试设立过程当中的主要实验手段。在数字信息处理技术应用范围不断扩大的带动和影响下，煤矿机械电气设备的自动化调试操作方式更加简单，设备安全故障的检修和维护工作开展更加方便。相关技术工作人员在调试过程当中不必再接连复杂的煤矿机械设备电子线路，只需简单的两三个步骤就可以实现煤矿机械生产设备的高效调试［8］。需要格外注意的是，在自动化调试的单相实验方法当中，两个不同相位在调试过程之中，幅值的差距应当尽可能的精准规范，相位要保持在180度的恒定差值之上。而在自动化调试的第二种三相实验方法当中，不同相位电流值的输入在一般情况不会与单相实验方法当中的数值差距等同［9］。但不管是哪一种类型的实验方法，在自动调试过程之中的应用，都能够对煤矿机械电气设备的保护起到显著的促进作用。

3结论

机械行业发展过程中，机电设备自动化已经成为机械发展的主流趋势，煤矿开采工作对机械自动化提出了更高要求。电气系统在其中的应用能够显著提升生产效率，为工作人员构建安全的工作环境。电气系统与机械设备相结合，能够加大监控范围，逐渐引用先进的科学技术，如通信、网络技术等，将各个分散、独立的工作有机整合到一起，实现电气系统集约化、自动化发展目标，从而加快我国煤矿开采事业发展进程。

参考文献:

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［2］朱晓东．电气控制系统在煤矿机电设备中的应用与改进［J］．科技展望，2016，(31):125．

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［4］康旭花．煤矿机械电气设备自动化调试技术应用及研究［J］．能源与节能，2016，(04):62－63．

［5］张俊杰．试论煤矿机械设备电气自动化技术的应用［J］．机电工程技术，2015，(08):211－213．

［6］苏海霞．煤矿电气设备与供电系统的保护应用探究［J］．民营科技，2015，(06):48．

［7］赵忠忠．煤矿机械设备电气系统应用特点探析［J］．山东煤炭科技，2015，(02):113－115．

［8］陈二超，郜小路．煤矿机械设备电气系统应用特点浅析［J］．河南科技，2014，(08):101．

［9］王淼．煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用［J］．煤矿机械，2013，(07):242－244．

作者:郎建栋 单位:河南省许平煤业有限公司