电气自动化在现代化煤矿中的应用

摘要：基于当前煤矿开采条件以及现代化煤矿开采对开采设备的要求，电气自动化在现代化煤矿开采中具有良好的应用前景。文章结合煤矿开采现状，分析了电气自动化在通风系统、排水系统、供电系统以及采煤设备上的应用。

关键词：现代化煤矿开采；电气自动化；开采设备；通风系统；排水系统；供电系统 文献标识码：A

中图分类号：TD64 文章编号：1009-2374（2015）14-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.026

随着机械自动控制技术的成熟和完善，电气自动化技术在许多领域得到了大量的应用，极大地提高了生产水平。对现代煤矿行业而言，现代煤矿行业要提高生产效率，提高设备和人员操作的可靠性，必须将电气自动化技术应用于采煤工艺，规避传统采煤工艺带来的风险。而且从当前煤矿生产工艺来看，我国煤矿行业要向现代化煤矿转变，也必须利用电气自动化技术取代传统设备老化，解决综采工作面工作效率低下带来的问题。

1 电气自动化在通风系统中的应用

受煤矿生产条件和生产对象的影响，煤矿生产环境非常恶劣，生产环境存在大量有毒气体，通风系统在保障安全生产中发挥了至关重要的作用。基于煤矿通风系统的特点，基于电气自动化技术的通风自动化系统应采用分散、分层、冗余等方式进行设计方式。煤矿的通风自动化系统以光纤传输、以太环形网络、多机备用等主要技术为基础，以确保自动通风系统的可靠性。自动通风系统分别使用VC++和组态控制软件作为主站和分站的控制软件实现方式，以便更好地控制自动化通风系统。由于煤矿通风系统的特殊性要求，通风系统还应具备良好的自动控制功能、现场手动操作、报警、故障分析、数据处理等多项功能。

2 电气自动化在排水系统中的应用

排水系统与通风系统都属于煤矿安全保障体系的重要组成部分，将电气自动化技术应用于排水系统可极大地提升排水系统的性能，扩展排水系统的功能。根据煤矿排水系统的特点以及配矿排水系统的要求，基于电气自动化技术的排水系统应具备以下功能：

2.1 自动操作功能

在无人操作情况下，排水系统会根据系统程序设置要求或根据煤矿积水状况，自动实施开启或关闭水泵操作，科学合理地调度机械设备，优化排水系统工作方式，提高工作效率，提高矿井的安全度性。

2.2 自我保护功能

当排水系统处于负压、过载、超温或泄露等状态下运行时，排水系统会根据设备或系统运行问题自动提交设备安全运行备用预案，及时改变设备或系统运行状况，保证系统安全运转，从而实现安全生产。

2.3 数据传输功能

自动排水系统可将泵房的运行实时数据上传至地面指挥中心系统，以便指挥中心管理人员实时掌握泵房运行工况，再根据泵房运行工况向泵房发送相应的指令，达到远程有效控制排水的目的。

2.4 综合控制功能

自动排水系统不仅需要具地面远程控制功能，还需要具备手动控制、本地控制功能，以上三种功能缺一不可，否则都无法保证自动控制人工参与核准。

2.5 管理决策功能

排水系统应用自动化技术的表现形式为嵌入控制策略软件在排水系统中大量应用，嵌入控制策略软件可分析系统运行状态，根据系统运行情况制定针对性管理策略，保障排水系统的安全性，提高排水系统运行的效率和效果。

3 电气自动化在供电系统中的应用

将电气自动化技术应用于煤矿供电系统后，系统的主要组成部分为四个部分，综合保护器、地面集控中心、监控分站和传输通道。综合保护器通过测量分析供电线路和配电装置的运行状况，保障线路和设备稳定运行。测量和控制手段包括遥测、遥信、遥控和遥脉四种方式，遥测用于电流、电压和功率因素进行测量；遥信用于断路器以及其他保护动作的信号位置的测量；遥控是指对分闸和合闸进行远侧控制，修改其定值和投退保护。遥脉功能为通信，电度表远程通信和抄表。监控分站属于中间环节，连接地面集控中心和现场设备，将收集和转换现场设备信息。传输通道是通过以环网连接监控中心和变配电所，实现监控系统运行工况，提高网络的抗干扰性能，优化网络通道。地面控制中心主要承担监控和检测功能，并对各类数据、报表进行分析。

4 电气自动化在采煤机械中的应用

电气自动化应用于采煤机械后可有效改善采煤设备的技术水平，电气自动化在采煤机械中可以有很好的应用。如电气自动化应用于采煤机后，逐渐出现大功率滚筒式采煤机；将电气自动化应用于牵引系统后，牵引系统实现了从有链牵引向无链条电牵引的转变；将电气自动化应用于液压之后，液压支架从单一的掩护式支架转变为不同功能的两柱式液压支架类型。其中许多液压支架系统在发达国家均得到普遍应用，综采工作面的工作效率显著提升。电气自动化在液压支架系统上的应用在我国也有很好的应用，年产量超过400t的煤矿作业均采用液压支架电液控制系统。除采煤机、牵引系统以及液压支架外，许多采煤机械的提高都离不开电气自动化的发展及应用。

另外，应用电气自动化后，采煤技术的人性化特点更加明显。例如液压支架点电液控制系统可通过远程监控系统监控，掌握煤层的具体情况，以煤层具体情况为依据，改变采煤机操作方式。例如采煤机根据煤层的厚度、硬度变化情况，调整采煤机运行速度及受力点，极大地提高了采煤机采煤效率，促使综采工作面的工作效率迈向新的台阶。在近期进行的项目选型、调研工作，与科研单位在庞矿田实施，重点检测采煤机的故障诊断、故障预报、工矿在线检测、自动运行的控制系统、显示和传输系统等问题，逐步完善电气自动化在煤矿生产中的应用。最后，电气自动化在采煤机械中的应用可实现对采煤机械进行远程监控，提高采煤时的安全性。工作人员通过远程控制系统调整采煤设备运行参数，以适应采煤环境的需求，从而提高采煤效率。

5 结语

煤矿行业作为我国经济发展的重要支柱产业，煤矿行业的发展对我国经济发展有着根本的影响。我国煤矿要实现现代化煤矿建设目标，煤矿企业必须改造传统采煤技术，重视电气自动化技术在采煤系统中的应用，结合电气自动化技术的优点，改变传统电气设备落后的局面，提高开采工作的安全性，提高开采工作的效率，巩固我国经济发展的基础。

参考文献

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作者简介：徐刚（1987-），男，辽宁阜新人，中国神华能源股份有限公司神东分公司上湾煤矿助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

（责任编辑：陈 倩）