浅议煤矿掘进设备电气系统控制和维护

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1、浅议煤矿掘进设备电气系统控制和维护　　摘要：掘进设备是应用于井下巷道的重要矿山生产设备，其电气控制系统可准确控制电机的启停和各种电磁阀、传感器的负载，为整个设备系统提供有效地监测和保护，对煤矿生产有着至关重要的影响。本文从掘进设备电气系统的发展情况出发，介绍了掘进设备电控系统的组成及功能的实现，并对其维护方法和故障的诊断进行了探讨。关键词：掘进设备电气控制运行维护故障诊断中图分类号：F407.6文献标识码：A文章编号：1煤矿掘进设备电气系统概述5作为煤矿生产的重要环节之一，掘进技术及其装备水平对煤矿生产能力的影响是至关重要的。如何采用电气控制技术，提高成套设备的自动

2、化水平，使之与现代综采工作面的生产能力相匹配，已经成为提高采掘效率与生产稳定性的关键。我国掘进设备的电气系统最早是在对进口设备进行测绘的基础上开展设计的，限于当时对系统工况及工作理论的掌握程度，其控制技术很多都是由机床控制技术照搬而来，在条件恶劣的井下环境中，控制效果不佳，器件耗损严重，故障发生率高。尽管经过一段时间的研究和改进，其电控效果仍不理想。直到20世纪末，PLC（可编程控制器）在电气控制系统中的应用，才使我国掘进设备的自动化水平从根本上实现了飞跃。控制中心PLC以程序控制逻辑操作，以单片微型机作为系统综合智能保护器的核心，并以数字电路取代了模拟电路，极大地

3、提高了系统的抗冲击、抗干扰能力。进入21世纪以来，电控系统的结构不断简化，并增加了在线监测、诊断等功能，进一步确保了设备的正常运行，为掘进生产现代化的实现提供了有力的技术支持。2电气控制系统的组成与运行2.1电控系统的组成2.1.1传感器掘进设备电控系统中常见的传感器主要包括电流互感器、油温油位传感器、冷却水量传感器和油路压力传感器等几种，它们的主要作用是通过检测和控制设备关键元部件，使其充分发挥电路控制、漏电保护等重要功能的。当前的传感器大多是通过光电隔离后的数字信号进行通讯，这大大提高了其抗干扰能力，接线也更为方便。先进的现场总线结构普遍被采用后，统一了系统接口

4、，使操作程序和检测工作的复杂性都得到了进一步的简化。2.1.2执行机构5掘进设备是通过电磁阀来控制行走、支撑、升降等液压动作的，摆动切割臂时则需要通过电液比例阀对其动作及速度进行控制，这些元件与异步电动机一起，组成了设备电控系统的执行机构。异步电动机包括切割电机、油泵电机和装运电机，其中装运电机由有两台同型号的电机组成。设计中应主要考虑各电机开启顺序和相互之间的闭锁关系，除了进行软件对各电机逻辑控制外，还需设置装运电机正、反转之间的硬电路闭锁。2.1.3人机界面人机界面可以使控制系统工作更加高效、便捷和准确。液晶显示器以现场总线方式与控制器相连，并通过实时、全面的信

5、息传递，将各类数据送至地面，进而实现电机、电磁阀等各部件的操作。界面与电控箱分离的设计使操作人员不必局限在控制系统的具体运行中，能够提高其对于整机的宏观控制能力。2.2掘进设备电控系统功能的实现上述元部件组成的电控系统可以完成在矿井恶劣工况下的掘进任务，如断面自动截割技术可根据安装在回转油缸、升降油缸、伸缩油缸、及铲板油缸中的位移传感器确定设备动态行程中的位移量变化值，并通过设定数据，通过计算机和PLC控制掘进设备，调整截割头的边界，使其自动截割出完整而规则的煤巷断面。而通过取得掘进设备的位置坐标，可以自动定位并对设备行进的方向、距离做出控制，使设备即使在粉尘、水雾

6、等视5线不良的工作条件下，仍能根据施工要求自动纠偏，避免少挖、超挖现象的出现。此外，系统还可以根据对不同煤层工作面硬度负荷试验等数学模型的建立，对煤体和矸石做出初步的识别，从而提高生产效率，真正实现井下机械采煤的自动化和智能化。3电气系统的运行维护3.1日常维护工作做好电气设备的密封、绝缘、运行温度控制、卫生清洁、接线端子及接线柱的防腐和紧固等日常维护工作，能够尽可能地使电控系统保持最佳工作状态并延长其使用寿命。在发现系统出现异常时，首先要确定故障类型，了解异常动作是突然发生还是逐渐发生；其次应分离并确定不能正常工作的构件，根据原理图确认哪些构件可能引起故障；再次，

7、应通过修理或更换构件矫正设备的非正常工作状态。最后，还应进行必要的系统检测，以确保系统运行参数的恰当设定。随着矿井规模的扩大，掘进设备面临着比以往更加复杂的工况条件，在迅速排查故障的要求下，在线诊断技术开始在其电控技术中得到应用。3.2在线诊断系统的应用5在线诊断系统可以对电气故障信息进行及时和科学的分析，并将其显示在人机界面上，操作人员应以分析数据为基础，结合设备的运行经验，找到故障的部位、原因，及处理对策。如：油泵电机在工作时突然停转，并显示“油泵电机缺相”时，应立即意识到可能发生的几种情况：供电电源缺相；隔离开关缺相运行；接触器缺相运行；电流传感器工作异常