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【摘要】煤礦資源屬于一種短期內(nèi)不可再生的能源，在當(dāng)下的社會(huì)環(huán)境以及社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)煤礦資源的開(kāi)采以及應(yīng)用大多為地球現(xiàn)有的煤礦儲(chǔ)備。想要保障煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率，就必須要深入煤礦開(kāi)采工作中，了解采煤機(jī)電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)。論文以此為主題，闡述當(dāng)下使用的主要電氣設(shè)備以及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，希望能夠推進(jìn)我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)的健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】采煤機(jī)；電氣設(shè)備；電氣控制

1引言

隨著國(guó)家的發(fā)展，我國(guó)的煤礦開(kāi)采行業(yè)發(fā)展愈發(fā)迅速，采煤機(jī)電氣設(shè)備的發(fā)展也得到了充足的發(fā)展空間以及資金支持。考慮到當(dāng)下煤礦開(kāi)采行業(yè)的發(fā)展，想要進(jìn)一步的應(yīng)用各種創(chuàng)新電氣設(shè)備以及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，就必須要深入了解各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行原理以及相應(yīng)的控制技術(shù)。在這一過(guò)程中，就需要工作人員不斷加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的認(rèn)識(shí)以及電氣控制技術(shù)的了解，為煤礦的開(kāi)采以及相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)作提供技術(shù)層面的支持。

2電氣設(shè)備

目前，我國(guó)的幾家主要采煤機(jī)生產(chǎn)廠對(duì)采煤機(jī)電氣設(shè)備不斷更新迭代，優(yōu)化其中的問(wèn)題與不足，盡可能的提高采煤機(jī)電氣設(shè)備的正常運(yùn)作水平[1]。隨著時(shí)代的發(fā)展，各電氣設(shè)備的操控方式從過(guò)去的PLC技術(shù)逐漸發(fā)展到當(dāng)下的以工控機(jī)、DSP、FPGA等技術(shù)為核心的高端電氣操控技能。同時(shí)，在不斷發(fā)展的過(guò)程中，逐漸加強(qiáng)了各個(gè)設(shè)備控制的智能化，在智能化技術(shù)的支持下，相關(guān)設(shè)備的運(yùn)作更加合理，使用壽命也更長(zhǎng)，在日常作業(yè)中，盡可能的降低了人力資源的耗費(fèi)。

2.1電控箱

一般來(lái)說(shuō)，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(fēng)險(xiǎn)[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(zhì)溫度控制在-10~+55℃之間，并且要控制環(huán)境內(nèi)部的濕度于25℃溫度下的95%以內(nèi)。考慮到采煤作業(yè)展開(kāi)過(guò)程中，采煤機(jī)的啟動(dòng)與停止動(dòng)作、運(yùn)輸機(jī)的閉鎖動(dòng)作、左右截割電機(jī)超載控制、采煤機(jī)牽引方向控制、左右截割滾筒調(diào)高控制、電機(jī)溫升155℃過(guò)熱保護(hù)以及采煤機(jī)牽引過(guò)零保護(hù)等問(wèn)題。需要將電控箱設(shè)計(jì)為隔爆兼本安型，保障各設(shè)備以及部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并給予相應(yīng)的設(shè)備妥善的保護(hù)措施。在一個(gè)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(fā)揮著相應(yīng)的作用。在日常的運(yùn)作過(guò)程中，由接線腔引導(dǎo)電纜進(jìn)入到相應(yīng)的接線位置并保障接線效果，隔爆腔則為整個(gè)系統(tǒng)提供安全電氣原部件提供相關(guān)支持。在電控箱的下表面，特別裝設(shè)了用于控制整個(gè)電箱運(yùn)作的按鈕座，該按鈕座上的按鈕包括采煤機(jī)的啟動(dòng)與停止動(dòng)作，并且能夠向運(yùn)輸機(jī)發(fā)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(nèi)容包括采煤機(jī)的左右牽引情況，零位，左右截割電機(jī)欠載與超載情況，在日常運(yùn)作過(guò)程中，工作人員可以直接通過(guò)該顯示窗了解相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)作情況。電控箱的正面蓋板上，通常會(huì)布設(shè)兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)采煤機(jī)的停機(jī)按鈕，在需要隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，需要提前按下停機(jī)按鈕，如若不提前按下停機(jī)按鈕，則隔離開(kāi)關(guān)把手無(wú)法動(dòng)作。接線腔主要位于電控箱的上半部分，為了保障設(shè)備的正常運(yùn)作，接線腔以及隔爆腔隔板之上，通常會(huì)布置12個(gè)2240V/2000A的高壓接線柱，并且安置21組芯過(guò)線組。其中，有六個(gè)高壓接線柱，被應(yīng)用于采煤機(jī)的進(jìn)線電源使用。其余六個(gè)，則為左右切割電機(jī)以及倩影電機(jī)電源使用。在正常的運(yùn)作過(guò)程中，兩個(gè)線組分別服務(wù)于本安和非本安控制線接線。電控箱的上表面有一個(gè)專門的小蓋板，這個(gè)小蓋板與隔爆腔想通，在電控組裝架安裝過(guò)程中，則需要在該腔內(nèi)完成相關(guān)作業(yè)。在電控箱的后表面，還存在一個(gè)隔爆腔蓋板，掀開(kāi)該蓋板后，可以直接對(duì)電控箱內(nèi)的布線情況進(jìn)行調(diào)整以及觀測(cè)。在電控箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，會(huì)專門布置兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，有一個(gè)控制變壓器1140V/28V，兩個(gè)電流互感器2000/1，一個(gè)整流橋，一個(gè)控制組裝架，兩個(gè)高壓控制保險(xiǎn)1140V/1A，一個(gè)28V/4A保險(xiǎn)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(hù)設(shè)備提供支持，一般來(lái)說(shuō)，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(fù)責(zé)電源以及終端板作用，在電源得到相關(guān)命令后，能夠?yàn)橄嚓P(guān)的設(shè)備以及元件輸出直流電12V，提供各元件的正常運(yùn)作，與此同時(shí)，采煤機(jī)啟動(dòng)的終端元件，也會(huì)在該元件板上展開(kāi)動(dòng)作或者發(fā)出命令。

2.2電動(dòng)機(jī)

一般來(lái)說(shuō)，在礦井內(nèi)部，含有大量甲烷以及爆炸性煤塵，可以使用YBC-200型電動(dòng)機(jī)，該種電機(jī)能夠良好適用于該環(huán)境中，并維系正常的運(yùn)作。在布置電動(dòng)機(jī)時(shí)，需要保障布置區(qū)域在海拔高度1000m以下，并且控制電動(dòng)機(jī)所在空間內(nèi)的溫度低于40℃，冷卻水溫度需要低于30℃。結(jié)構(gòu)：第一，該種電動(dòng)機(jī)，屬于專門應(yīng)用于礦產(chǎn)開(kāi)采的隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)。第二，該種電動(dòng)機(jī)的冷卻方式主要為水冷，在接線盒的部位，主要通過(guò)鋼板焊接來(lái)完成相關(guān)元件的連接以及緊密措施，并且會(huì)直接將鋼板焊接于機(jī)座的上方。考慮到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全，還特別在接線盒內(nèi)裝有專門用于接地的線路以及裝置，但是在機(jī)座上，并未專門配備相應(yīng)的外接地裝置。第三，該種電動(dòng)機(jī)的定子繞組端部，會(huì)埋設(shè)三個(gè)常閉型JW2160H溫度繼電器，每相安裝一個(gè)，并且各繼電器之間相互串聯(lián)連接，通過(guò)該種方式，來(lái)控制繞組的溫度情況，并起到溫度保護(hù)作用。在接線盒內(nèi)部，裝有控線接線柱兩個(gè)以及主接線柱三個(gè)，其中，有明確標(biāo)志1、2號(hào)的極顯著為控制接線柱，另外三條為主接線柱標(biāo)志為U、V、W。第四，在該種電動(dòng)機(jī)的前后軸承室位置，均設(shè)置了專門的注油孔，在需要時(shí)，可以通過(guò)擰開(kāi)螺釘以及螺栓后完成相應(yīng)的注油動(dòng)作。一般選用3號(hào)鋰基脂（ZL3），在注入油脂的過(guò)程中，需要嚴(yán)謹(jǐn)控制潤(rùn)滑油的所占比例，避免后續(xù)運(yùn)作過(guò)程中軸承溫度過(guò)高。

2.3電磁閥腔

在日常運(yùn)作的過(guò)程中，該閥會(huì)接收到采煤機(jī)電控系統(tǒng)所發(fā)出的信息與命令產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，讓電磁鐵通電，進(jìn)而通過(guò)電磁鐵的磁力，對(duì)銜鐵產(chǎn)生吸力，推動(dòng)整個(gè)閥芯的移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電磁閥換向的功能。一般來(lái)說(shuō)，在失去軸承的時(shí)候，閥芯會(huì)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(jī)電磁閥使用的電磁鐵主要為支流濕式電磁鐵。在日常的運(yùn)作過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力以及溫度上升速度都會(huì)得到有效的控制，以保障其正常作業(yè)時(shí)的安全性以及穩(wěn)定性。

3電氣控制

3.1采煤機(jī)

首先，采煤機(jī)的啟動(dòng)以及停機(jī)動(dòng)作的控制，在實(shí)際的運(yùn)作過(guò)程中，工作人員可以直接通過(guò)動(dòng)力電纜一根控制芯線對(duì)其發(fā)送相關(guān)命令。通過(guò)該種方式，讓采煤機(jī)上的控制回路以及磁力啟動(dòng)器先導(dǎo)回路之間形成連接，并組成專門的遠(yuǎn)程控制回路。在整個(gè)采煤機(jī)系統(tǒng)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(tái)磁力啟動(dòng)器，在運(yùn)作的過(guò)程中能夠利用該機(jī)械設(shè)備，通過(guò)延時(shí)觸點(diǎn)的方式，為兩臺(tái)截割電機(jī)發(fā)送分別啟動(dòng)命令。在整個(gè)采煤機(jī)系統(tǒng)中，用于發(fā)送并執(zhí)行啟動(dòng)、停機(jī)命令的控制回路中，會(huì)主要分布四個(gè)停機(jī)按鈕。其中一個(gè)啟動(dòng)回路中，會(huì)安插三臺(tái)電機(jī)溫度保護(hù)的熱敏接點(diǎn)，以保障電機(jī)溫度不會(huì)超過(guò)荷載數(shù)值，一旦某一機(jī)械設(shè)備溫度過(guò)高，則立即切斷電源，保障設(shè)備的正常運(yùn)作。

3.2運(yùn)輸機(jī)

在整個(gè)采煤機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)運(yùn)輸機(jī)的控制主要為運(yùn)輸機(jī)的停機(jī)動(dòng)作。通常來(lái)說(shuō)，在發(fā)送運(yùn)輸機(jī)的相關(guān)命令，需要從現(xiàn)場(chǎng)的安全性去考慮，在對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)閉鎖運(yùn)輸機(jī)。該設(shè)備的控制原理與采煤機(jī)完全相同。

3.3使用與維護(hù)

在完成各個(gè)元件的連接后，可以按照以下步驟，對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：首先，在正常運(yùn)行之前，提前準(zhǔn)備兩臺(tái)GM2250型隔離開(kāi)關(guān)，放置于整個(gè)系統(tǒng)的通風(fēng)口，并解鎖1S1與1S2。隨后，方可啟動(dòng)采煤機(jī)。其次，在采煤機(jī)的運(yùn)作過(guò)程中，由工作人員觀察電控箱集中顯示的狀態(tài)。通過(guò)該種方式，來(lái)保障各電氣設(shè)備的正常運(yùn)作。在采煤機(jī)運(yùn)作的過(guò)程中，還需要考慮到作業(yè)空間內(nèi)的濕度問(wèn)題，盡可能的避免空間內(nèi)濕度過(guò)高。在對(duì)各設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，也要重點(diǎn)關(guān)注防爆面的情況。

4結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)下的社會(huì)環(huán)境中，煤礦開(kāi)采與生產(chǎn)維系著國(guó)家的正常發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)水平以及科研技術(shù)的推進(jìn)，我國(guó)的采煤機(jī)所應(yīng)用的電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)也在不斷更新迭代。本文簡(jiǎn)單闡述了當(dāng)下煤礦開(kāi)采企業(yè)中采煤機(jī)電氣設(shè)備以及電氣控制技術(shù)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作人員提供幫助。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊潔.智能控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用———評(píng)《煤礦井下智能設(shè)備電氣控制實(shí)用技術(shù)》[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2020,40（01）:168.

【2】蔣志巍.關(guān)于采煤機(jī)電控箱內(nèi)積水問(wèn)題的研究及改進(jìn)[J].電子世界,2020（09）:187-188.

作者:雷艷 單位:神木職業(yè)技術(shù)學(xué)院