桑阳1 李启元1 李蕊杉2
1河南安彩高科股份有限公司 河南安阳455000
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摘要：随着科学技术的进步，人们对煤矿开采的要求越来越高，在保证产量的同时，还要保证开采的经济性和安全性。为此，煤矿企业必须进行减员提效。在这种背景下，大力应用电气自动化控制技术是必要的[1-2]。同时，为了进一步提高煤矿开采效率，要大力发展煤矿智能化开采，这也是以电气自动化控制技术为基础的。电气自动化控制技术主要依赖于计算机技术、通信技术、电气工程及传感器技术来完成，其主要思想是通过设计的电路使设备按照某种特定的规律运行。本文主要针对电气自动化控制技术在煤矿生产中的应用进行简要分析。
关键词：电气自动化；控制技术；煤矿生产；应用
1电气自动化控制技术的基本思想和优势
1.1基本思想
电气自动化控制技术起源于20世纪70年代，其主要问题是在工业生产中需通过手动控制频繁切换设备的运行状态，十分烦琐。早期，电气自动化控制的实现主要依赖于电磁继电器。随着电子技术的发展，可运用的自动化控制设备越来越多，例如电磁继电器、PLC（可编程逻辑控制器）及变频器等，如图1所示。晶体闸流管的发明是电气自动化控制技术走向现代化的一个转折点。晶体闸流管的应用使得对工频交流电的控制更加方便。
电气自动化控制的实现要设计控制电路，还要选择控制设备。由于电磁继电器存在一定的开关磨损问题，且控制能力有限，现代工业化电路的控制多采用PLC和变频器。在工业自动化控制中，不仅要考虑到设备的投入成本，还要考虑到设备运行的可靠性。
1.2主要优势
经过大量的生产实践，电气自动化控制技术的主要优势主要体现在：?实现了生产的集中控制，提高了生产效率。由于控制过程中采用通信技术，可很方便地对所有设备进行集中控制，大大提高了控制设备的效率。提升了设备运行的可靠性。在生产中设备实现了自动化运行，减少了人为干预，可避免由人为操作引发的机械故障，而且能避免控制过程中出现的振动问题。节能效率较高。电气自动化控制技术是根据设备运行状态进行控制的，这能使设备的运行性能达到最佳，从而减少了运行过程中冗余现象的发生，有助于节能，对于煤矿企业等大型用电企业，节能具有重要的意义。一般的电气自动化控制电路中都装有保护电路和报警电路，在发生异常时能自动切换到安全状态，从而保证生产的安全性。
2电气自动化技术在煤矿生产中的应用
电气自动化技术主要应用于煤矿生产的综合开采工作、矿井通风工作、矿井排水工作以及矿井运输工作。
2.1电气自动化技术在综合开采工作上的应用
在煤矿生产活动中，煤炭开采工作面是生产的核心环节，也是生产过程中作业环境最复杂、作业难度最高的工作环节。综采面生产的顺利进行离不开采煤机、转载机、液压支架等多台设备的紧密合作。尤其是现代化矿井综采面呈现了面积大、作业速度快、产量高、产量稳定的特点，这些的实现都离不开电气自动化技术。现代化矿井普遍采用自动化采煤控制系统来进行采煤工作。
现代化矿井的综采面通常是由二三百台设备同时工作、相互配合完成的生产工作，这些设备通常是采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、破碎机和带式输送机。应用电气自动化技术后，出现了功率相对较大的滚筒式采煤机，该设备有效的提高了单位时间的产量，同时这些采煤机能够在恶劣环境中作业，抗污能力较强，保证了生产的正常进行。
同时现代化矿井中一个工作面的液压支架就多达数百台，每台液压支架的支撑力高达10000吨左右，这些液压支架的应用可以保证作业现场顶板的稳定性，为开采工作的进行提供良好的环境。电气自动化技术的运用极大的提高了生产效率，且更大程度上保证了生产的安全性。同时利用电气自动化技术能更好的监测到采煤机的故障并作出相应诊断，极大的提高了设备的易用性，减少了不安全事故的发生。近些年，结合互联网技术，电气自动化中心能够实时的诊断井下设备故障，极大地提高了生产效率。
2.2电气自动化技术在矿井通风工作上的应用
煤矿生产活动中，矿井通风工作发挥着重要作用，如果通风问题得不到解决，很容易造成威胁生命安全的事故。众所周知，煤矿生产为地下作业，地下气体流动性较差，且开采过程中会产生大量的瓦斯气体及其他有害气体，当这些气体在空气中达到一定浓度时极易发生爆炸，严重危害工人人员的生命安全。因此，现代化矿井通常规定当风机故障停止工作超过十分钟时，井下必须停止作业。风机故障超过十分钟未切换到备用风机，视为重大安全事故。
现代化矿井中，电气自动化技术已经应用在了矿井通风领域，通风设备及系统在不断的升级换代。机遇电气自动化技术的井下通风系统，多选用PLC作为下位机，实现PLC远程控制程序，通过远程控制中心可以实时监测到井下通风设备的运行状况，且在远程控制中心可进行风量调节、切换设备等操作，既提升了工作效率又达到了节能减排的目的。同时配合通风系统，现代化矿井建立了风险预警系统，在矿井的各个位置安装了温度湿度监测装置、气体探测装置等，依赖于电气自动化技术信息传输的准确性和及时性，在远程控制中心，工作人员可以实时的掌握矿井下的空气质量数据，根据实际需求调整通风设备的送风量，从根本上降低了井下作业的安全隐患发生事故的概率。
2.3电气自动化技术在矿井排水工作上的应用
我国地下水资源丰富，煤矿开采过程中势必会面临井下排水的问题，井下排水系统也是现代化矿井生产系统重要的组成部分。煤矿开采过程中，如果没有及时排走多余的地下水，就会发生透水事故，威胁工作人员的生命安全。电气自动化技术应用在井下排水工作上，能够让控制中心的工作人员实时监测井下排水情况，适时的对相应的情况作出处理，这极大地提升了井下排水工作的效率，增加了排水系统的可靠性，保障了煤矿开采工作的顺利进行。并且现代化技术可以让这些数据传回指挥中心，这些数据对于高层管理人员做出决策有重要的指导意义。
2.4电气自动化技术在矿井运输工作上的应用
矿井运输系统就是煤矿运营的大动脉，是煤矿生产的重要环节。随着现代化技术的运用，煤矿的产量逐年攀升，因此矿井运输系统的工作负荷也逐年增加，每一年都有更多的煤炭需要从地下输送到地表。随着电气自动化技术的发展，DCS结构系统、PLC计算机技术被应用在了矿井运输工作中，有效的提高了煤炭运输的速度和效率，同时也保证了煤炭运输的安全性，助力了煤炭企业的发展。以前，煤炭从地下运输到地表主要的运输设备是胶带，这样的运输设备故障率高，运输效率低下，且运输过程中极易发生不安全事故。电气自动化技术运用到矿井运输工作上，采用了如柔性定点弯曲技术、胶轮油气悬挂行走装置、变频电动滚筒多点驱动技术、分布式控制系统，极大的提升了设备的运输能力，降低了故障发生率。同时，为满足生产过程的需要，达到严格控制运输设备的目的，现代化矿井增加了运输工作的监测系统。监测系统主要运用了数字直流调控技术，可以在控制中心监测运输设备的运行情况，降低设备发生意外的概率，为煤矿运输工作进行保驾护航。
3结束语
综上所述，电气自动化控制技术是一种先进的生产力，在煤矿生产中应用是大势所趋。电气自动化控制技术的优势在于实现了生产的集中控制，提高了生产效率，提升了设备运行的可靠性，在生产中设备实现自动化运行，减少了人为干预，节能效率较高。重点讨论了矿井提升机、皮带输送机及井下水泵的电气自动化控制，可为认识煤矿电气自动化控制技术提供一定的参考。
参考文献
[1]曹以歆.电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用与管理[J].内燃机与配件,2020(04):198-199.
[2]张汉梅.电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用与管理[J].内燃机与配件,2020(02):168-169.