试论煤矿机械设备电气自动化技术的应用

张俊杰

（阳泉煤业集团，山西阳泉 045008）

随着现代科技的发展，许多产业都实现了机械的自动化生产，生产效率和质量都得到了极大提高。在煤矿生产中，机械的自动化程度将对生产的效率产生极大的影响。当前，我国煤矿产业的自动化生产程度已经达到了较高的水平，自动化技术也正在向着多样化和智能化的方向发展。然而，在煤矿机械设备的应用中还存在一定的问题，给煤矿生产质量的提高造成了一定的限制。为此，煤矿企业应当及时更新生产设备和技术，在未来的发展过程中，应当将这些先进的技术与实际生产有效结合起来，从而带动整个煤矿企业的发展。

1 煤矿地面生产系统中电气自动化

煤矿的生产还包括地面作业的部分，具体包括煤层的粉碎、煤矿的筛选、运输和储存等环节。煤矿的地面生产主要通过地面生产系统来完成。这个系统全面负责煤矿的加工、分拣、储存、运输等。在系统工作的过程中易产生一定的噪音和灰尘，对工作人员的工作环境产生了一些不良的影响。电气自动化技术的应用有效地解决了这一问题，为作业人员提供了更为舒适、安全的工作环境，与此同时，系统运行的效率也有明显的提高[1]。

地面生产系统的电气自动化技术中最为核心的技术就是控制技术，在生产过程中较常使用的主要有三种控制方式。

1.1 继电气控制方式

这种控制方式是我国在20世纪80年代以前使用较为广泛的一种手段。在技术水平较为低下的情况下，这种控制方式也存在许多明显的缺陷，例如系统过于复杂，线路过多且相互交错影响，给故障的排除带来了极大的难度；系统的灵活性差，无法根据实际的工作情况进行调整，因此在实用性上也较差。这种控制方式最大的优势在于成本较低，因此在一些经济水平较低的煤矿开采地区仍在采用这种控制方式。

1.2 单片机构成的控制器

到了20世纪80年代中期，我国的科技水平有了一定的提高，因此在控制器上也有了升级。利用当时已有的科技手段，使用了软件编程的方式来控制煤矿开采过程中应用到的电气设备。这种控制方式有效地改善了继电气控制方式中灵活性较差的缺陷，但这种控制方式的稳定性较差，并且在信号的转化效率上较低，因此之后也被更为先进的控制方式所替代。单片机控制器内部结构图如图1所示。

图1 单片机控制器内部结构图

1.3 可编程控制器方式

可编程控制方式是当前最为先进的一种控制手段，也是应用最为广泛的控制方式。它结合了上述两种控制方式的优点，并结合当前先进的技术手段，实现了对电气设备的模块化管理。在这种控制方式中，最为核心的设备包括中央处理器、电源设备、端口、信息输入和输出设备等。这些设备的连接都采用了集成电路的方式，因此控制系统的整体规模很小，占用空间少。此外，这种控制方式还具有稳定性强、灵活性高、操作简单等特点，极大地提高了电气设备的控制效率和质量[2]。

2 煤矿提升机械设备电气自动化

20世纪80年代是我国煤矿产业快速发展的时期，许多大型的煤矿企业都是在这一时期成立的，一些煤矿开采设备和技术也是在这一时期得以发明和应用。在当时，许多煤矿企业都采用了胶带运输的方式来进行煤矿的运输。当代的煤矿运输方式在此基础上增加了施工状况的监控系统，将煤矿的开采、运输、储存等环节有效地结合在了一起。在计算机技术和信息技术的支持下，煤矿的生产也开始向着一体化和智能化的方向发展。有企业甚至研发出了全数字化的生产模式，对所有的生产过程进行了集中监控，有效提高了工作的自动化程度。

随后，交变电流也应用到了煤矿生产中来，并进一步提高了煤矿生产的效率。在煤矿的提升机方面，西方发达国家研制出了新型的提升机，实现对设备的中心管控系统，在加工工艺和运输工艺上都进行了革新。此外，一些国家已经实现了对生产过程的全面监控，有效减少了生产事故和安全事故的发生。

信息技术的应用使得煤矿产业的生产效率获得了前所未有的提升，尤其是在信息技术较为发达的国家，煤矿生产已经基本实现了自动化。在这一方面，我国的生产技术相对落后，需要企业和政府共同努力，研发新的设备和技术，并积极吸取国外先进的理论技术，结合我国实际进行先进技术手段的应用。此外，在煤矿生产的安全性上，企业和政府也应予以应有的重视，在提高煤矿生产效率的同时，注重生产安全性的提升。对企业而言，提高生产的信息化程度不仅是提高自身竞争力的要求，还是促进产业发展的前提。

3 煤矿机械设备安全，监控控制系统

我国当前使用的煤矿机械设备控制系统大多都是从国外引进的，但我国的专家和学者正在积极地研究符合我国实际生产要求的技术和设备。当前，我国在监控控制系统的研究水平上已经达到世界中等水平。

我国部分煤矿企业已经开始应用由我国自主研发的监控控制系统，其中包括遥感设备、红外监控设备等。在应用过程中，这些设备和系统都获得了良好的应用效果。但存在的问题是，这些设备的种类和生产量都较少，当设备需要进行维修或替换时，零件的选择较少。此外，设备的质量也有待进一步提高，相对国外的设备而言，我国研发的设备在使用寿命上整体较低，给煤矿生产增加了一定的经济负担。相关研究人员和研究部门应当进一步优化煤矿生产设备的质量，并通过不断的实践和应用，提高设备的操作性、实用性和安全性[3]。

4 变电站综合自动化系统的应用

供电系统是煤矿生产过程中必不可少的，起到了给生产提供动力的作用。为提高煤矿生产的整体自动化程度，在变电站的建设和控制过程中也应当采用自动化系统。变电站的自动化控制系统主要由计算机控制系统组成，实现对数据的采集、记录、分析等，提高了信息传输和处理的效率。变电站的自动化系统使用从整体上提高了煤矿生产的自动化程度。

5 结语

在煤矿的生产环节中，应当有效利用先进的科学技术手段，实现各个生产环节的自动化控制，提高设备运行的安全性和稳定性。在自动化控制系统中，可以综合应用遥感技术、红外线监测技术等，并完善煤矿的监控体系，提高设备运行的安全性。对我国的煤矿企业而言，提高机械设备电气自动化水平是需要最先解决的问题。煤矿企业只有掌握了先进的科学技术手段，才能对生产设备进行有效的应用，从而提高整个产业的生产水平。煤矿机械设备的电气自动化生产是未来的行业走向，也是必然的发展趋势，煤矿企业应当抓住发展机遇，做好技术的创新和开发，从而在市场中确立自己的竞争优势。

［1］谭得健.我国煤矿自动化现状及发展趋势［J］.中国矿业大学，2010（09）：12-13.

［2］田青，王建文，张颖.煤矿机械设备电气系统的应用特点［J］.煤炭技术研究，2013（04）：48-50.

［3］侯帅，杨斌.煤矿机械设备故障诊断以及维修［J］.煤炭市场，2011（28）：56-60.