电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的运用.pdf
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1、2023.8 矿业装备/250 引言近几年,在我国经济快速发展进程中,对煤矿资源需求量不断增加,煤矿开采作业也面临着更高的要求。在煤矿开采作业中运用电气自动化控制技术,可以充分发挥其优势,达到减员增效的目的。而煤矿管理信息网络、生产控制系统的协同配合,为煤矿开采作业中电气自动化控制的实现奠定了坚实的基础。因此,探究电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的运用具有非常重要的意义。1 电气自动化控制技术概述 自动控制是依托气动、机械、电气、液压等手段实现控制作业。电气自动化控制在自动控制领域的应用最广泛,电气自动化控制的核心是控制电路,涉及了控制电器、用电设备、保护电路等1。其中,控制电器负责控制用电
2、设备工作状态;用电设备在供电系统中运用,包括手动电器、自动电器;保护电路负责保护电源、用电设备,主要有手动控制电路、顺序连锁控制电路、启停控制电路、正反控制电路、行程控制电路、时间控制电路等。以启停自动控制电路为例,电路由按钮(接通/断开控制电路)、交流接触器(接通/切断电动机)、中间继电器(传递信号与电路控制)几个部件组成,可以在线圈接通电源后吸合衔铁,执行闭合/断开触点操作,完成接通/断开控制电路任务。2 电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的运用思路以往煤矿开采是一种粗放型生产方式,存在人力资源损耗多、生态环境破坏大的问题。而电气自动化控制下的煤矿开采是适应煤炭生产方式变革的模式,以煤矿智
3、能化工业技术为支撑,依据关于加快煤矿智能化发展的指导意见,构建自动化控制系统。在自动化控制系统中,包括皮带集中监控、工作面集中监控、泵房集中监控等几个部分,发挥多种传感器优势,在实现自动化系统统一调度的同时,提高煤矿开采作业安全系数2。从运行过程来看,煤矿开采作业中的电气自动化控制,需覆盖提升机房、水泵房、压风机房等固定场所,以及采掘配套运输设备,推进固定岗位无人值守、危险岗位的电气自动化作业,配合井下设备在线诊断与远程运行维护,实现井下煤矿开采设备安全高效运转。3 电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的运用方案3.1 综采自动控制在煤矿高产高效建设背景下,电气自动化控制技术在综采作业中的应用,
4、不仅可以提升生产效率,而且可以减轻工作者劳动强度。在综采电气自动化控制技术运用过程中,需适应智慧化矿山趋势,依据生产工艺有序电气自动化控制技术在煤矿开采作业中的运用勾瑞鹏(晋能控股集团忻州公司山西王家岭煤业有限公司,山西忻州 036600)摘要:电气设备是煤矿开采最重要的设备,也是地下煤炭提升、材料输送、人员升降等作业开展的关键,电气自动化控制技术的运用对于促进煤矿开采效率的提高至关重要。因此,了解电气自动化控制技术,以及其在煤矿开采作业中的运用,并探究进一步运用该技术的方案,将对煤矿开采效率的提升有一定的借鉴意义。关键词:电气自动化控制技术;煤矿开采作业;提升机26/矿业装备 MINING
5、EQUIPMENT工 艺协同各设备,在井下生产设备远程一键启停的基础上,实现综采作业面少人化甚至无人化生产。从煤由煤壁下落到运输工作面的整个流程来看,煤矿井下综采设备主要包括采煤机、刮板运输机、转载机、顺槽胶带输送机、破碎机等。煤流形成过程中生成设备一次启动安全高效性关乎堆煤现存问题出现与否。因此,根据胶带输送机破碎机转载机刮板输送机采煤机的逆煤流启动流程(或顺煤流停机流程),可以集中控制系统为核心,采用 Modbus TCP/IP 通讯的方式,联动胶带机监控系统、三机监控系统(刮板运输机、转载机、破碎机)、采煤机控制系统。在前一设备启动后,将启动信息经 Modbus TCP/IP 通讯传送给
6、后一设备,触发后一设备启动预警,促使后一设备自动启动。或者在前一设备停机后,经 Modbus TCP/IP 通讯将停机信息发送给后一设备,后一设备根据通讯信息自动停机,具体见图 1。较之传统设定固定时间间隔的设备一键自动启停模式,基于 Modbus TCP/IP 通讯的方式可以在保证运输设备内煤源完全运出的前提下,规避设备运出后运输设备空载运行问题,为运输设备再次启动提供良好的条件。如图 1 所示,煤矿综采自动控制系统包括胶带机监控系统、三机监控系统、采煤机控制系统三个子系统,胶带机监控系统主要利用胶带机电流监测装置检测胶带机状态;三机监控系统主要监控刮板机、转载机、破碎机的电流;采煤机控制系
7、统主要监控采煤机。系统兼具自动停机、时间保护、闭锁保护功能3。可以在现有煤矿综采工作面自动采集现场数据并处理,实现正常生产过程中设备自动停机或故障状态下设备闭锁保护以及停机过程中时间保护。从自动控制过程来看,系统核心为高速数据采集卡 PCI-1716,位于采煤机、胶带输送机、三机运输系统,经 Modbus TCP/IP 通讯协议、以太网与顺槽高速嵌入式电脑相连接。高速数据采集卡 PCI-1716可以实时采集煤矿生产设备电流值并检测其运行状态,发送给高速嵌入式电脑,由电脑向刮板运输机、转载机、胶带输送机发送询问命令并进行分析,根据分析结果,输出启动/停止控制命令。例如,由高速嵌入式电脑经 Mod
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