采煤机电气设备与电气控制技术

文/邢晓勇

煤炭作为我国主要的能源之一，是国民经济发展和社会进步不可或缺的重要资源。在科学技术的支撑下，我国煤炭开采系统也正朝着现代化、自动化方向发展。为满足现代化矿井生产和信息化的管理要求，提高对电气设备与电气控制技术的应用分析对提高采煤机开采效率具有重要意义。采煤机是由多个独立的工作系统组成，各个系统在电气控制系统的科学控制下，实现了各功能单元的有效配合，所以电气控制系统的好坏直接关系到煤矿生产的效率和质量。加强对电气控制技术的应用研究有助于促进煤炭企业长远发展。

1 电气设备

1.1 电控箱

基于采煤机运行环境的特殊性，加强对采煤机电控箱防爆、隔爆能力的控制是确保其正常运行的基础。电控箱设计成隔爆兼本安型，以此实现对采煤机启停状态、运输机闭锁；左右截割电机超载控制；采煤机牵引方向控制；左右截割滚筒调高控制；电机温升155℃过热保护；采煤机牵引过零保护等的有效控制，确保采煤机能够在复杂的工作环境下安全高效的运行。电控箱主要由接线腔和隔爆腔组成，接线腔用于接入电缆电线的空间，隔爆腔是为电气元部件提供安装场所。电控箱下面的控制按钮可实现对采煤机启停、闭锁运输机等的有效操控。另外通过电控箱正面的集中显示窗可全面了解采煤机方向牵引及左、右截割电机运载的实际情况。电控箱正面盖板上设置有隔离开关手把和停机按钮,这两者可根据设备运行情况进行机械互锁,可增强设备运行的安全系数。

接线腔处在电控箱后面，打开电控箱前部的隔爆腔盖板可对电控箱进行安装布线操作，电控箱内部是隔离开关、电流互感器、控制变压器、分线盘等相关部件。所有的控制部件都设置在电控箱的控制组件单元中，控制器、电源、数模采集、总线控制模块等相关控制组件共同作用，在中央控制器的统一协调控制下，形成采煤机的电气控制的大脑及肢体架构。

1.2 电动机

由于采煤机所处环境的特殊性，一旦因环境中瓦斯、煤尘的含量达到危险标准时就会引发安全事故，因此电动机的相应标准必须满足 GB3836.3《爆炸环境用防爆电气设备》中的相应规定，必须在特定作业条件下能实现对采煤机的有效驱动。电动机的作业条件通常情况下海拔控制在1000米以下，环境温度小于40℃，冷却水温度小于30℃，可满足采煤机连续作业条件。此电机属于矿用隔爆型三相异步电动机，为降低电机循环使用的散热问题，采取水冷的方式进行冷却。另外为降低绕组运行时的温度升高问题，通过在定子绕组端部设置温度继电器的方式来实现对其的温度保护。电动机长时间的运转会因摩擦产生温度升高现象，此时可通过轴承室前后的注油孔注入润滑油，来降低轴承温度实现对轴承的维护。电动机接线盒的内部设置有内接地装置，外壳上也设置有外接地装置，以此实现对电动机的保护。

1.3 电磁阀腔

采煤机的电磁阀主要包括制动电磁阀、功控电磁阀和调速电磁阀等，这些电磁阀通常设置在泵箱里的电磁腔内。其机能为二位四通、三位四通的Y型矿用隔爆电磁换向阀。电磁阀通过阀座连接块与液压传动箱内的油管实现连接。当采煤机的控制中心发出信号时，电磁铁在电流的作用下产生磁力，进而吸住衔铁推动阀芯移动,阀芯在移动的过程中电磁阀完成换向操作。采煤机常用的电磁阀为直流电磁铁，直流电磁铁可有效降低因衔铁运动时产生的摩擦阻力和升温问题，确保了电磁阀安全有效的运转。

2 电气控制技术

2.1 采煤机的控制

对采煤机启停操控时，主要是通过动力电缆的控制芯线实现与采煤机控制回路的有效连接。利用磁力启动器先导回路来达到远端控制的目的。采煤机的启动以及停机控制回路中通过设置多个停机按钮并且利用电机温度保护热敏接点来实现对电机温度的有效控制。当机组中某台电机温度升高时，温度保护热敏感点就会发出警报，停机按钮就会自动切断电源，以免因电机温度升高产生问题影响整个机组运行，当温度恢复正常后设备才能正常运行。

2.2 运输机的控制

采煤机的电气控制技术主要对运输机的停机操作进行控制。当采煤机在检修过程中，通过对运输机实施闭锁控制，来确保检修过程的安全。闭锁按钮一般设置在电控箱之上，主要工作原理和操控方法和采煤机的控制方式相同。

2.3 电气控制系统的使用以及维护

为保证采煤机性能良好且有效运转，首先要全面了解必电气系统自身的性能特点及工作原理，并对影响电气系统正常工作的因素展开分析，提前做好相应的预防和维护。如针对运输过程或其他振动造成的机内紧固件以及插接件松动的问题，可及时检查机组内各元器件的连接问题，通过对各连接部位进行紧固的方式来降低因振动对机组的干扰，为采煤机的正常运转创造良好的条件。

2.4 自动化控制技术

随着科技的不断发展，采煤机的自动化控制技术应用也越来越广泛。 以记忆截割技术应用较为成熟和普遍，该技术可实现对采煤机的自动定位，通过对采煤机滚筒高度的精确定位，并根据工作实际情况利用记忆截割技术对其高度进行自动调整，通过自动导航功能，数据远程传输技术可对设备工况实施全面监测及远程控制，不仅降低了人员投入，同时提高了工作效率。

3 结语

采煤机电气设备和电气控制技术在科学技术的支撑下，随着现代煤矿生产的需要和现代化管理的要求实现了对传统电气控制技术的完善和调整。电气控制系统作为整个采煤机有效运行的中心控制装置，其工作性能的好坏直接关系到整个矿井的生产效率和开采量，结合矿井生产需要和现场工作环境的要求，加强对采煤机电气设备的优化配置，降低外部环境各种不利因素对采煤机的干扰，提高电气控制技术的自动化程度，来不断提升采煤机的开采效率，为提高企业经济效益和实现安全生产做出贡献。