采煤機電氣設備與電氣控制技術探析

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【摘要】煤礦資源屬于一種短期內不可再生的能源，在當下的社會環境以及社會發展過程中，對煤礦資源的開采以及應用大多為地球現有的煤礦儲備。想要保障煤礦生產的質量以及效率，就必須要深入煤礦開采工作中，了解采煤機電氣設備以及電氣控制技術。論文以此為主題，闡述當下使用的主要電氣設備以及相應的電氣控制技術，希望能夠推進我國煤礦開采行業的健康發展。

【關鍵詞】采煤機；電氣設備；電氣控制

1引言

隨著國家的發展，我國的煤礦開采行業發展愈發迅速，采煤機電氣設備的發展也得到了充足的發展空間以及資金支持。考慮到當下煤礦開采行業的發展，想要進一步的應用各種創新電氣設備以及相應的電氣控制技術，就必須要深入了解各個設備的運行原理以及相應的控制技術。在這一過程中，就需要工作人員不斷加強對電氣設備的認識以及電氣控制技術的了解，為煤礦的開采以及相關設備的正常運作提供技術層面的支持。

2電氣設備

目前，我國的幾家主要采煤機生產廠對采煤機電氣設備不斷更新迭代，優化其中的問題與不足，盡可能的提高采煤機電氣設備的正常運作水平[1]。隨著時代的發展，各電氣設備的操控方式從過去的PLC技術逐漸發展到當下的以工控機、DSP、FPGA等技術為核心的高端電氣操控技能。同時，在不斷發展的過程中，逐漸加強了各個設備控制的智能化，在智能化技術的支持下，相關設備的運作更加合理，使用壽命也更長，在日常作業中，盡可能的降低了人力資源的耗費。

2.1電控箱

一般來說，電控箱的位置通常布置于礦井之中，礦井中存在瓦斯或者煤塵爆炸風險[2]。電控箱需要放置在海拔高度2000m以下，并且保障周圍的介質溫度控制在-10~+55℃之間，并且要控制環境內部的濕度于25℃溫度下的95%以內。考慮到采煤作業展開過程中，采煤機的啟動與停止動作、運輸機的閉鎖動作、左右截割電機超載控制、采煤機牽引方向控制、左右截割滾筒調高控制、電機溫升155℃過熱保護以及采煤機牽引過零保護等問題。需要將電控箱設計為隔爆兼本安型，保障各設備以及部件的正常運轉，并給予相應的設備妥善的保護措施。在一個完整的電控箱中，其主要由接線腔以及隔爆腔組成，兩部分各自發揮著相應的作用。在日常的運作過程中，由接線腔引導電纜進入到相應的接線位置并保障接線效果，隔爆腔則為整個系統提供安全電氣原部件提供相關支持。在電控箱的下表面，特別裝設了用于控制整個電箱運作的按鈕座，該按鈕座上的按鈕包括采煤機的啟動與停止動作，并且能夠向運輸機發送閉鎖命令。在電控箱的正面，也就是面向操作人員的一面，需要安裝專門的集中顯示窗，其中的內容包括采煤機的左右牽引情況，零位，左右截割電機欠載與超載情況，在日常運作過程中，工作人員可以直接通過該顯示窗了解相應設備的運作情況。電控箱的正面蓋板上，通常會布設兩個隔離開關以及兩個采煤機的停機按鈕，在需要隔離開關動作時，需要提前按下停機按鈕，如若不提前按下停機按鈕，則隔離開關把手無法動作。接線腔主要位于電控箱的上半部分，為了保障設備的正常運作，接線腔以及隔爆腔隔板之上，通常會布置12個2240V/2000A的高壓接線柱，并且安置21組芯過線組。其中，有六個高壓接線柱，被應用于采煤機的進線電源使用。其余六個，則為左右切割電機以及倩影電機電源使用。在正常的運作過程中，兩個線組分別服務于本安和非本安控制線接線。電控箱的上表面有一個專門的小蓋板，這個小蓋板與隔爆腔想通，在電控組裝架安裝過程中，則需要在該腔內完成相關作業。在電控箱的后表面，還存在一個隔爆腔蓋板，掀開該蓋板后，可以直接對電控箱內的布線情況進行調整以及觀測。在電控箱的內部結構中，會專門布置兩個隔離開關，有一個控制變壓器1140V/28V，兩個電流互感器2000/1，一個整流橋，一個控制組裝架，兩個高壓控制保險1140V/1A，一個28V/4A保險以及一組分線盤。控制組裝架，該元件可以為電氣控制以及電路保護設備提供支持，一般來說，控制組裝架由六塊單元插件組成，分別為1E1~1E6。其中1E1主要負責電源以及終端板作用，在電源得到相關命令后，能夠為相關的設備以及元件輸出直流電12V，提供各元件的正常運作，與此同時，采煤機啟動的終端元件，也會在該元件板上展開動作或者發出命令。

2.2電動機

一般來說，在礦井內部，含有大量甲烷以及爆炸性煤塵，可以使用YBC-200型電動機，該種電機能夠良好適用于該環境中，并維系正常的運作。在布置電動機時，需要保障布置區域在海拔高度1000m以下，并且控制電動機所在空間內的溫度低于40℃，冷卻水溫度需要低于30℃。結構：第一，該種電動機，屬于專門應用于礦產開采的隔爆型三相異步電動機。第二，該種電動機的冷卻方式主要為水冷，在接線盒的部位，主要通過鋼板焊接來完成相關元件的連接以及緊密措施，并且會直接將鋼板焊接于機座的上方。考慮到電動機的運行安全，還特別在接線盒內裝有專門用于接地的線路以及裝置，但是在機座上，并未專門配備相應的外接地裝置。第三，該種電動機的定子繞組端部，會埋設三個常閉型JW2160H溫度繼電器，每相安裝一個，并且各繼電器之間相互串聯連接，通過該種方式，來控制繞組的溫度情況，并起到溫度保護作用。在接線盒內部，裝有控線接線柱兩個以及主接線柱三個，其中，有明確標志1、2號的極顯著為控制接線柱，另外三條為主接線柱標志為U、V、W。第四，在該種電動機的前后軸承室位置，均設置了專門的注油孔，在需要時，可以通過擰開螺釘以及螺栓后完成相應的注油動作。一般選用3號鋰基脂（ZL3），在注入油脂的過程中，需要嚴謹控制潤滑油的所占比例，避免后續運作過程中軸承溫度過高。

2.3電磁閥腔

在日常運作的過程中，該閥會接收到采煤機電控系統所發出的信息與命令產生相應的動作，讓電磁鐵通電，進而通過電磁鐵的磁力，對銜鐵產生吸力，推動整個閥芯的移動，進而實現電磁閥換向的功能。一般來說，在失去軸承的時候，閥芯會在彈簧力的作用下，始終維持在中立的位置處。通常情況下，采煤機電磁閥使用的電磁鐵主要為支流濕式電磁鐵。在日常的運作過程中，其運動的摩擦阻力以及溫度上升速度都會得到有效的控制，以保障其正常作業時的安全性以及穩定性。

3電氣控制

3.1采煤機

首先，采煤機的啟動以及停機動作的控制，在實際的運作過程中，工作人員可以直接通過動力電纜一根控制芯線對其發送相關命令。通過該種方式，讓采煤機上的控制回路以及磁力啟動器先導回路之間形成連接，并組成專門的遠程控制回路。在整個采煤機系統中，主要電纜由兩條UCPQ3×50＋1×16＋3×4組成，在順槽的位置，使用兩臺磁力啟動器，在運作的過程中能夠利用該機械設備，通過延時觸點的方式，為兩臺截割電機發送分別啟動命令。在整個采煤機系統中，用于發送并執行啟動、停機命令的控制回路中，會主要分布四個停機按鈕。其中一個啟動回路中，會安插三臺電機溫度保護的熱敏接點，以保障電機溫度不會超過荷載數值，一旦某一機械設備溫度過高，則立即切斷電源，保障設備的正常運作。

3.2運輸機

在整個采煤機系統中，對運輸機的控制主要為運輸機的停機動作。通常來說，在發送運輸機的相關命令，需要從現場的安全性去考慮，在對采煤機進行檢修時，應當閉鎖運輸機。該設備的控制原理與采煤機完全相同。

3.3使用與維護

在完成各個元件的連接后，可以按照以下步驟，對電氣系統進行實驗：首先，在正常運行之前，提前準備兩臺GM2250型隔離開關，放置于整個系統的通風口，并解鎖1S1與1S2。隨后，方可啟動采煤機。其次，在采煤機的運作過程中，由工作人員觀察電控箱集中顯示的狀態。通過該種方式，來保障各電氣設備的正常運作。在采煤機運作的過程中，還需要考慮到作業空間內的濕度問題，盡可能的避免空間內濕度過高。在對各設備進行檢修時，也要重點關注防爆面的情況。

4結束語

在當下的社會環境中，煤礦開采與生產維系著國家的正常發展。隨著經濟水平以及科研技術的推進，我國的采煤機所應用的電氣設備以及電氣控制技術也在不斷更新迭代。本文簡單闡述了當下煤礦開采企業中采煤機電氣設備以及電氣控制技術，希望能夠為相關的工作人員提供幫助。

【參考文獻】

【1】楊潔.智能控制技術在煤礦機電設備中的應用———評《煤礦井下智能設備電氣控制實用技術》[J].礦業研究與開發,2020,40（01）:168.

【2】蔣志巍.關于采煤機電控箱內積水問題的研究及改進[J].電子世界,2020（09）:187-188.

作者:雷艷 單位:神木職業技術學院