摘要：基于當前煤礦開采條件以及現(xiàn)代化煤礦開采對開采設備的要求，電氣自動化在現(xiàn)代化煤礦開采中具有良好的應用前景。文章結合煤礦開采現(xiàn)狀，分析了電氣自動化在通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及采煤設備上的應用。

關鍵詞：現(xiàn)代化煤礦開采；電氣自動化；開采設備；通風系統(tǒng)；排水系統(tǒng)；供電系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD64 文章編號：1009-2374（2015）14-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.026

隨著機械自動控制技術的成熟和完善，電氣自動化技術在許多領域得到了大量的應用，極大地提高了生產水平。對現(xiàn)代煤礦行業(yè)而言，現(xiàn)代煤礦行業(yè)要提高生產效率，提高設備和人員操作的可靠性，必須將電氣自動化技術應用于采煤工藝，規(guī)避傳統(tǒng)采煤工藝帶來的風險。而且從當前煤礦生產工藝來看，我國煤礦行業(yè)要向現(xiàn)代化煤礦轉變，也必須利用電氣自動化技術取代傳統(tǒng)設備老化，解決綜采工作面工作效率低下帶來的問題。

1 電氣自動化在通風系統(tǒng)中的應用

受煤礦生產條件和生產對象的影響，煤礦生產環(huán)境非常惡劣，生產環(huán)境存在大量有毒氣體，通風系統(tǒng)在保障安全生產中發(fā)揮了至關重要的作用?；诿旱V通風系統(tǒng)的特點，基于電氣自動化技術的通風自動化系統(tǒng)應采用分散、分層、冗余等方式進行設計方式。煤礦的通風自動化系統(tǒng)以光纖傳輸、以太環(huán)形網絡、多機備用等主要技術為基礎，以確保自動通風系統(tǒng)的可靠性。自動通風系統(tǒng)分別使用VC++和組態(tài)控制軟件作為主站和分站的控制軟件實現(xiàn)方式，以便更好地控制自動化通風系統(tǒng)。由于煤礦通風系統(tǒng)的特殊性要求，通風系統(tǒng)還應具備良好的自動控制功能、現(xiàn)場手動操作、報警、故障分析、數據處理等多項功能。

2 電氣自動化在排水系統(tǒng)中的應用

排水系統(tǒng)與通風系統(tǒng)都屬于煤礦安全保障體系的重要組成部分，將電氣自動化技術應用于排水系統(tǒng)可極大地提升排水系統(tǒng)的性能，擴展排水系統(tǒng)的功能。根據煤礦排水系統(tǒng)的特點以及配礦排水系統(tǒng)的要求，基于電氣自動化技術的排水系統(tǒng)應具備以下功能：

2.1 自動操作功能

在無人操作情況下，排水系統(tǒng)會根據系統(tǒng)程序設置要求或根據煤礦積水狀況，自動實施開啟或關閉水泵操作，科學合理地調度機械設備，優(yōu)化排水系統(tǒng)工作方式，提高工作效率，提高礦井的安全度性。

2.2 自我保護功能

當排水系統(tǒng)處于負壓、過載、超溫或泄露等狀態(tài)下運行時，排水系統(tǒng)會根據設備或系統(tǒng)運行問題自動提交設備安全運行備用預案，及時改變設備或系統(tǒng)運行狀況，保證系統(tǒng)安全運轉，從而實現(xiàn)安全生產。

2.3 數據傳輸功能

自動排水系統(tǒng)可將泵房的運行實時數據上傳至地面指揮中心系統(tǒng)，以便指揮中心管理人員實時掌握泵房運行工況，再根據泵房運行工況向泵房發(fā)送相應的指令，達到遠程有效控制排水的目的。

2.4 綜合控制功能

自動排水系統(tǒng)不僅需要具地面遠程控制功能，還需要具備手動控制、本地控制功能，以上三種功能缺一不可，否則都無法保證自動控制人工參與核準。

2.5 管理決策功能

排水系統(tǒng)應用自動化技術的表現(xiàn)形式為嵌入控制策略軟件在排水系統(tǒng)中大量應用，嵌入控制策略軟件可分析系統(tǒng)運行狀態(tài)，根據系統(tǒng)運行情況制定針對性管理策略，保障排水系統(tǒng)的安全性，提高排水系統(tǒng)運行的效率和效果。

3 電氣自動化在供電系統(tǒng)中的應用

將電氣自動化技術應用于煤礦供電系統(tǒng)后，系統(tǒng)的主要組成部分為四個部分，綜合保護器、地面集控中心、監(jiān)控分站和傳輸通道。綜合保護器通過測量分析供電線路和配電裝置的運行狀況，保障線路和設備穩(wěn)定運行。測量和控制手段包括遙測、遙信、遙控和遙脈四種方式，遙測用于電流、電壓和功率因素進行測量；遙信用于斷路器以及其他保護動作的信號位置的測量；遙控是指對分閘和合閘進行遠側控制，修改其定值和投退保護。遙脈功能為通信，電度表遠程通信和抄表。監(jiān)控分站屬于中間環(huán)節(jié)，連接地面集控中心和現(xiàn)場設備，將收集和轉換現(xiàn)場設備信息。傳輸通道是通過以環(huán)網連接監(jiān)控中心和變配電所，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)運行工況，提高網絡的抗干擾性能，優(yōu)化網絡通道。地面控制中心主要承擔監(jiān)控和檢測功能，并對各類數據、報表進行分析。

4 電氣自動化在采煤機械中的應用

電氣自動化應用于采煤機械后可有效改善采煤設備的技術水平，電氣自動化在采煤機械中可以有很好的應用。如電氣自動化應用于采煤機后，逐漸出現(xiàn)大功率滾筒式采煤機；將電氣自動化應用于牽引系統(tǒng)后，牽引系統(tǒng)實現(xiàn)了從有鏈牽引向無鏈條電牽引的轉變；將電氣自動化應用于液壓之后，液壓支架從單一的掩護式支架轉變?yōu)椴煌δ艿膬芍揭簤褐Ъ茴愋?。其中許多液壓支架系統(tǒng)在發(fā)達國家均得到普遍應用，綜采工作面的工作效率顯著提升。電氣自動化在液壓支架系統(tǒng)上的應用在我國也有很好的應用，年產量超過400t的煤礦作業(yè)均采用液壓支架電液控制系統(tǒng)。除采煤機、牽引系統(tǒng)以及液壓支架外，許多采煤機械的提高都離不開電氣自動化的發(fā)展及應用。

另外，應用電氣自動化后，采煤技術的人性化特點更加明顯。例如液壓支架點電液控制系統(tǒng)可通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控，掌握煤層的具體情況，以煤層具體情況為依據，改變采煤機操作方式。例如采煤機根據煤層的厚度、硬度變化情況，調整采煤機運行速度及受力點，極大地提高了采煤機采煤效率，促使綜采工作面的工作效率邁向新的臺階。在近期進行的項目選型、調研工作，與科研單位在龐礦田實施，重點檢測采煤機的故障診斷、故障預報、工礦在線檢測、自動運行的控制系統(tǒng)、顯示和傳輸系統(tǒng)等問題，逐步完善電氣自動化在煤礦生產中的應用。最后，電氣自動化在采煤機械中的應用可實現(xiàn)對采煤機械進行遠程監(jiān)控，提高采煤時的安全性。工作人員通過遠程控制系統(tǒng)調整采煤設備運行參數，以適應采煤環(huán)境的需求，從而提高采煤效率。

5 結語

煤礦行業(yè)作為我國經濟發(fā)展的重要支柱產業(yè)，煤礦行業(yè)的發(fā)展對我國經濟發(fā)展有著根本的影響。我國煤礦要實現(xiàn)現(xiàn)代化煤礦建設目標，煤礦企業(yè)必須改造傳統(tǒng)采煤技術，重視電氣自動化技術在采煤系統(tǒng)中的應用，結合電氣自動化技術的優(yōu)點，改變傳統(tǒng)電氣設備落后的局面，提高開采工作的安全性，提高開采工作的效率，鞏固我國經濟發(fā)展的基礎。

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作者簡介：徐剛（1987-），男，遼寧阜新人，中國神華能源股份有限公司神東分公司上灣煤礦助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。

（責任編輯：陳 倩）