北京天地玛珂电液控制系统有限公司北京市100013
摘要：煤矿井下电气设备的正常运行关系着煤矿电力系统的安全，对于保证矿区采煤工作的开展十分重要，但传统的煤矿井下电气设备在应用中引发的问题较多，对矿区采煤效率的提高十分不利。本文主要就电气设备自动化在煤矿井下应用进行简单阐述，提出建议性有意见，为后期电气设备的设计优化提供借鉴。
关键词：煤矿井下；电气设备；自动化
煤矿井下的供电系统比较复杂，受采煤环境的制约，煤矿井下的供电系统在实际运行中存在着许多问题，严重影响了采煤工作的开展。电力自动化主要进行调度系统生产、自动检测和调控等过程，可以保证自动运输网络信息的安全。自动化技术在煤矿井下的不断发展，提高了井下作业的工作效率，满足了煤矿工程的实际发展。
一、电气自动化技术在煤矿井下的应用状况
1、煤矿井下的传统电气设备
煤矿井下的采煤、运输、排水、掘进等环节都离不开电气设备的使用，供电负荷的种类比较全面、分布区域也十分广泛，对煤矿井下的作用十分明显。但煤矿井下环境比较复杂，地下水、瓦斯、煤尘充斥其中，且井下供电系统的工作限制较多，很容易出现煤矿坍塌、爆炸等不良事故，严重威胁井下工作人员的生命财产安全。为了保证井下作业安全，矿区供电部门每天需要花费大量的时间与精力进行设备的维护管理，成本较高，且维护管理工作也会影响到设备的正常运行，这对于煤矿井下采煤效率的提高十分不利。
传统的井下电气设备在运行过程中存在着以下问题：（1）电气设备的安全性、可靠性不足。煤矿井下使用的传统电气设备多为常规设备，比如继电保护装置，自身结构比较复杂、零部件总量较大，无法保障使用中的安全可靠性能，不具备故障自诊断能力，严重影响了电气设备的安全；（2）难以适应煤矿电力系统的运行要求。随着科学技术的不断发展，煤炭资源的使用量逐渐增加，为了满足这一使用需求，各大煤矿必须提高煤矿的采出率，电力系统应该能够满足快速计算、实时控制的需求。传统的煤矿井下电气设备在传输运行参数、集中到调度中心方面存在不足，许多设备统计数据都不具备准确性，电气设备没有一定的遥控机自动控制手段，对电力系统的稳定运行十分不利；（3）电气设备需要负载的工作负荷较大，设备的可靠性难以保证，限制了供电系统运行管理能力和自动化水平的提高。工作环境会影响到变电设备的保护装置及自动装置，常规设备对温度变化产生的影响较为明显。为了保证系统运行的安全性，电力系统检修人员必须定期停电对应用装置的整定值进行校验，但整个过程的工作量较大、时间较长，不利于采煤工作效率的提高。
2、电气自动化技术
煤矿机电自动化融合了计算机、自动化控制、机械等技术，对于采矿业而言，煤炭自动化生产能够极大地提高采煤作业的效率，保证作业的安全性。一般来说，自动化设备的体积都比较小，操作、维修都比较便捷，极大的减少了人工作业量，具有更高的可靠性，普及煤矿机电自动化技术对于煤矿企业的发展十分有帮助。但是，现阶段我国的煤矿机电自动化技术的普及程度远远不够，且技术的发展并不够成熟，也就是说，我国的煤炭机电自动化发展还有很长一段路程要走。相关单位必须加大研究投资力度，不断完善自动化技术，重视开采技术的开发、相关设备的设计、增强设备的信息实时采集能力。智能的自动化设备将是未来煤矿机电设备发展的主要趋势。
二、煤矿井下的电气设备自动化技术应用
（1）在煤炭开采的过程中，进行煤矿的挖掘是一项十分重要的步骤，不仅决定了整个煤矿开采的进度，同时还会对后续的相关工作造成一定的影响。传统电气设备利用直流数字化调整系统，保护性措施的强化方面仍存在一定不足，如图1。而自动化技术的采用，让相关的机械都处于一种自动化的运转状态，对相关的照明、开关、压口等有效控制，提升了工作效率。PLC和微机的应用，有助于提升机中以计算机技术为基础建立的电气保护装置的良好利用，保障了电气设备的安全运行。
（2）短长壁综采技术是一种具有高产量的采煤新技术，其工作区域是巷道巷柱式开发区内的长臂工作面上，工作中还需要利用综采成套设备。长臂综采技术的工作面上只有回风平巷，运输平巷以及开切眼，拥有良好、完善的通风系统。而断臂综合机械化采煤技术的使用，需要在回采巷道实现机械化的快速掘进和综采面上的快速作业。
（3）对煤矿进行开采的时候，需要采煤机从中厚煤层开始，逐步向煤层较薄的大功率、大采高强力的滚筒采煤机。传统的煤矿开采的牵引方式是需要有链牵引、无链液压的方式来进行，现已经可以使用无链电进行牵引及相关的变频调速无链电来进行牵引。与此同时，液压支架的高度等方面都采取很多的改变与更新。
（4）综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性也有了显著的提升。该系统能够对综采装备液压支架及采煤机实行远程控制，进而实现采煤机的自动切割。同时，根据煤层的硬度来调节采煤的速度、动态监测，对支架推移输送机进行自主、自动化的调节。
三、煤矿井下的电气设备自动化技术的优化发展
1、设备选型工作的优化
煤矿井下的电气设备在自动化系统的设计过程中必须充分考虑设备应用规模，把控电气设备的选用范围。若是电气设备的采用，是针对井下的瓦斯浓度检测工作的，微型设备类型符合要求；应用于水泵机房控制时，PLC会依据水泵状态的变化编制程序，具备较多控制点数的PLC才是较为实用的。煤矿井下的电气设备在自动化系统的设计过程中需要积极考虑软硬件的资源余量情况，保障该系统使用过程中的安全性和稳定性。硬件系统选定后，选择适宜的软件编程应用工具也很重要，推动煤矿井下的电气设备在自动化系统中软件编程工作的顺利完成。
2、系统硬件的创新
煤矿井下的电气设备在自动化硬件系统中优化创新，需要以煤矿井下的具体环境条件、供电设备的稳定性能能够有实际性把控。自动化设备的顺利运行，首先要将电源净化设备安装在该控制系统输入电路的一侧，以1：1的隔离变压器连接电器系统内部的中性点，限制该系统对脉冲的干扰程度。自动化控制系统的24V供电源实行净化处理、供电负载调整，能够有效规避整个电路中的部分短路状况的出现。煤矿井下的电气设备在自动化控制系统的实际需求、电路指示标志和晶体管材料的调速按键来实行电路输出，可以更大程度的保障提速。PLC应用于煤矿井下该系统时，实行每分钟6次的输出频率、继电器输出方式来抗干扰、带负载。受煤矿井下的恶劣环境限制，自动化控制系统抗干扰能力较弱、系统运行不稳定，所以，抗电磁干扰技术的提升非常重要。
3、系统软件的创新
煤矿井下的电气设备在自动化软件系统，主要涵盖基本程序、模块程序两部分。煤矿的具体生产量，应当以不同电器设备种类实行程序调整的方式，实现该系统运行工作的精准。模块式设计对相关程序的后期拓展有一定作用。自动化控制系统就是这对这一状况，将其分化成子任务模块的结合，编制、调试后汇编成完成程序作业。
结束语
煤矿井下的电气设备自动化控制系统在应用方面作用明显，一定程度上保障了煤矿开采过程中的安全程度。自动化控制系统是一种综合性较强的技术，具有非常大的应用价值。现阶段很多自动化技术都已经广泛应用到煤矿井下，为了促进煤矿作业的长期安全、稳步发展，必须不断更新技术，充分发挥自动化作用，促进煤矿井下电气设备自动化控制系统的应用、优化。
参考文献：
[1]金竹广.煤矿井下电气设备综合自动化设计方案[J].工矿自动化.2010（04）
[2]林集武.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究，2012，（14）.
[3]莫家宁.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].机电信息，2013，（12）.
[4]贺桂义.电力电气自动化在电力工程中应用探讨[J].电子技术与软件工程，2015，（05）.
[5]姜君文.电力工程中电力电气自动化的重要作用[J].中国高新技术企业，2016，（06）.