矿用机电设备范文

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一、前言

煤炭机电设备是井下主要的输配电、瓦斯抽放、排水救援和安全生产的主要设备，也是煤矿安全生产的动力来源。煤的产量直接决定煤矿企业的经济效益，机电设备的管理水平关系到煤矿井下的工作效率，对煤矿企业的经济效益有重大影响。煤矿机电设备良好管理不仅能保证煤矿安全生产工作的顺利开展，还能提高井下工作效率和企业经济效益。目前，国内一些煤矿企业对于矿用机电设备管理工作不重视，直接导致在安全生产过程中机电设备经常出现故障，影响井下安全生产工作的顺利进行。重视矿用机电设备管理工作，开展矿用机电设备管理方法的研究，加大矿用机电设备管理力度，对于保证井下安全生产、提高工作效率具有重要的意义。

二、矿用机电设备管理现状

2.1 矿用机电设备管理制度不完善

按照现行煤矿质量标准的要求，煤矿井下至少应该具有十几种安全管理制度，但部分企业热衷于提高产煤量，不重视井下机电设备的管理工作，机电设备管理制度陈旧，甚至没有专门的机电设备管理制度。矿用机电设备管理工作只限于形式工程，不能及时发现机电设备的安全隐患。

2.2 矿用机电设备老化

一些煤矿企业为了节省设备成本，在机电设备及其管理上投入资金过少，一些机电设备老、旧、带病运转，安全和保证设施不健全，与“煤矿安全规程”要求差距较大。比如一些企业仍然使用老绞车、老风扇和非阻燃胶带等，导致矿用机电设备运行效率低、安全系数下降，存在较多安全隐患。

2.3 矿用机电设备监察力度不够

煤矿井下作业具有开采环境复杂、工作强度大、专业性要求较高等特点，这个给监察工作增加了强度和难度。有些监察员来源于基层，安全意识淡薄，综合素质和专业水平不高，不能胜任监察工作的重任。部分监察工作开展过程中，没有对各个机电设备的性能参数进行检查，不能及时发现机电设备的安全隐患。另外，由于监察人员责任心不强，对于机电设备的小故障不加重视。

2.4 从业人员专业水平低

煤矿行业属于高危、艰苦行业，学习矿用机电设备的人较少，导致矿用机电专业人才欠缺，人才流失问题严重。现阶段很多煤矿企业从事煤矿机电管理的人员队伍文化程度低、专业素质水平低，也不注重学习，导致业务能力不足，遇到机电设备故障时不知道如何处理，无法满足现代化矿井的机电管理要求。

三、矿用机电管理问题解决措施

3.1 完善矿用机电设备管理制度

根据矿用机电设备管理需要，解决传统管理体制的问题，完善矿用机电设备管理体制。煤矿应制定矿用机电设备管理专用规章制度，对井下机电设备日常管理、定期检修、状态记录等方面进行约束，引导矿用机电设备管理工作向系统化、科学化、规范化的方向发展。安排专业人员进行机电设备管理，明确工作人员的责任和义务，实行机电设备管理责任制，切实将机电管理工作落到实处。

3.2 关闭落后矿井，淘汰落后设备

贯彻落实《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》，加快推进落后煤矿关闭退出工作，深入基层，监督指导落后矿井的关闭工作。加大机电设备的科技和资金投入，按照国家现行煤矿行业标准要求，淘汰一批老化、不符合要求的矿用机电设备，增强煤矿行业的科技含量。

3.3 加大监察工作力度

对矿用机电设备监察人员进行定期培训和警示教育，不断提高其综合素质和专业技术水平，增强责任感和使命感，转变监察人员的工作态度。严格按照国家规章制度对矿用机电设备进行监察，对存在的事故隐患进行治理，并追究相关人员责任，确保矿用机电设备管理工作能够有效、合理的开展。

3.4 提高人员素质和稳定性

人员素质是制约煤矿机电设备管理水平的根本因素，开展一系列针对矿用机电设备管理的专业培训，提高矿用机电设备管理人员职业素质和技能。实性物质和精神两方面的奖罚机制，提高矿用机电设备管理人员的待遇水平，并为其提供良好的发展空间，保证矿用机电设备管理人员的稳定性，避免人才流失。

四、结束语

根据上文分析，矿用机电设备管理工作暴露了很多问题，完善机电设备管理制度、淘汰落后矿井及落后设备、加大监察工作力度和加强从业人员专业技能培养是解决我国煤矿机电管理工作问题的有效措施。

参考文献

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中图分类号：TD6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（a）-0056-01

1 矿用机电设备检验维护的重要意义

现代开采技术的不断发展使规模化、自动化、综合化程度越来越高的机电设备投入矿山生产，并通过其高效、稳定的运行，为企业节约了大量人力及时间成本，促进了我国煤矿产业生产能力的大幅提升。但在大型机电设备普及程度越来越广泛的同时，设备的安全运行也成为了各界关注的焦点一旦生产中发生设备故障导致的安全事故，轻则影响作业的连续性，给矿山企业带来不必要的经济损失，重则可能导致重大的人员伤亡，对企业的可持续发展造成不可挽回的负面影响。

2 机电设备检验维护中的常见问题分析

由于一些矿井中的机电管理人员文化基础不高，操作技术不熟练，加之安全意识淡薄，导致很多检验工作未能完全按照安全规程的要求进行，给设备的生产运行埋下了隐患。特别是在井下环境中，往往存在对电气、电缆、小型电器、配件以及防爆等项目的检查管理不到位。且传统的设备维护不但存在检修过剩的问题，且由于运行故障的发生具有较强的突发性和随机性，检修人员很难及时找到高效、彻底、有针对性的处理办法，不利于矿山企业增效工作的开展。

3 提高机电设备检修维护水平的具体措施

3.1 完善设备的管理制度

应建立健全包括使用、维护、经济管理等各项标准要求以及检修内容的定额标准在内的标准体系，完善三级保养、点检、班检、定期维护等机制，并加强巡回检查、交接等日常维护制度的落实。矿井作业中，还必须不断完善机电设备的标准化管理工作，并特别加强对机道、机房等薄弱环节的控制力度。检修人员应全面、准确地掌握设备动态，并以对相关资料的评价研究为依据，编制审查设备购置、更新、改造、修理、及配件计划，做好设备综合管理工作，确保规范化设备管理的落实。

3.2 切实提升检修工作的软，硬件水平

检修人员的职业素质是确保设备可靠运行的关键，因此，必须抓好检修人员技术知识和安全作业的培训工作，使其能够在规章制度的指导下，运用先进的监测和诊断系统，对可能导致设备故障的风险隐患做到及时的确认和排除。

3.2.1 全面掌握机电检修的知识技能

检修人员必须掌握各中新型设备的运行知识，了解其正常工作状态及常见故障的形式，形成在故障早期通过典型特征准确判断可能发生问题的位置及其原因，并能及时予以修复，使机电系统始终处于最佳运行状态。要做到这一点，首先必须在日常检修时注意经验的积累，特别是对常用设备典型故障的了解和掌握。下面仅以矿井生产中最常见的采煤机为例进行简单的说明。

采煤机的故障往往表现在其牵引和截割部分，而故障的原因则多出现在轴承上。首先，轴承不良时，滚动轴承的滚动体与滚动道之间就会产生较大的滑动摩擦，导致其接触部位温度上升甚至烧伤失效；其次，轴承对中不良也可能使轴承问题提高而导致联轴器频繁损坏，紧固件频繁松动，电动机电流偏大，轴向和径向出现大幅振动、等问题；此外，冷却系统不能正常工作也是引起轴承故障的关键之一，一旦系统中油冷却不良，即可能出现上述摩擦生热而导致轴承损毁的严重问题。为解决这些问题，必须在采煤作业中严格控制工艺，详查冷却管路的工作情况，并在油品的运输、储存和使用阶段进行科学管理，严防油量不足或品质不佳给轴承带来的影响。而要解决紧固件松动、回转体质量分布不对称以及采煤机落道、倾倒等其他问题，则必须在采煤过程中根据工况的具体变化情况，对前轴承对中、牵引速度等进行严格的控制。首先，采煤机经过无碳柱或断层切割岩石时，应放慢牵引速度，避免坚硬的岩石对截齿和齿座的磨损，以及岩层施反作用力造成的滚筒轴变形、轴承及齿轮受力不对称而导致的损坏。其次，工作面沿走向方向有起伏时，应在下坡时降低牵引速度，以方式采煤机落道造成的导向滑靴磨损或开裂、行走轮断齿等机械故障。当工作面沿倾向方向有起伏时，应根据倾角随时调整截深，更换不同高度的平面滑靴，以防止采煤机倾倒或损坏滑靴。

3.2.2 在线智能故障诊断技术的应用

随着机电设备规模和性能的不断发展，其复杂程度也在增加，简单依靠检修人员的主观判断已经不能满足设备可靠运行的需要，而集合了计算机技术、信息技术、传导技术等多领域先进科研成果的在线智能故障诊断系统的应用，可将事后检修和定期检修改为事前检修，使检修工作事半功倍。以矿井提升系统的在线智能诊断为例，该诊断系统是以对摩擦提升的制动失效、过卷、滑动故障建立的故障分析模型为基础，结合神经网络模型，构成其运行故障诊断的基本结构。实践中通过对提升机电控系统的速度环、电流环、励磁环中的给定环和反馈环中的电量监测及曲线分析、液压系统的油压、电液比例阀的控制电流、储能器氮气压力参数及电控系统的故障机理的分析，来判断提升机的工作状态，并预测其历史变化趋势；对提升机盘式制动器故障机理进行详细研究和受力分析，以状态参数诊断制动器的运行故障，并为故障的处理提供对策分析。实践证明，在线诊断的应用在降低检修人员工作强度的同时，极大地提高了故障判别和处理的效率及准确性。

4 结语

机电设备的检验维护对确保矿山生产的安全性和高效性都具有重要意义，因此，相关工作人员必须在全面掌握机电检修基本技能的基础上，及时更新知识储备，不断总结经验教训，建立并完善矿山机电的检修维护系统，促进矿山生产经济效益与社会效益的实现。

参考文献

[1]靳聪.切实加强和改进煤矿机电设备管理问题浅析[J].今日科苑，2010（24）.

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面对着日益紧缺的世界能源储备现状，以及不断发展的电子电力技术，使得变频技术受到诸多客观因素的有力推动，引起了全球范围内的高度关注。在我国，科学发展观有力地推动了电力、机械、矿山等诸多行业内变频技术的推广和普及应用。仅就煤矿企业来说，约有70%-90%的矿井企业用电量均为矿井中各个生产系统的用电。变频技术的使用和推广，极大地提高了机械使用效率，节约了能源消耗。

1.变频技术的发展

伴随着不断进步的控制理论和电子电力技术，无论是在实际应用还是在理论领域，变频技术的发展都是较快的。IGBT、GTR在功率器件领域的更替，最终更深地发展成为智能功率模块；在控制理论领域内，极大地改进了压频比的控制方式，在实际变频器里越发广泛地应用到转矩直接控制盒矢量控制方式，最新的研发方向变为了人工神经网络控制和模糊自优化控制方式；越来越高的调速系统集成度，使得以单片机为起点，总共产生出了高级专用集成电路、精简指令集计算机和数字信号处理器；在功能领域，越来越高度综合化的变频器，使得基本的调速功能能够被很好地完成外，增加了通信、参数辨识和内置的可编程序等功能。这些最新最尖端的变频技术在煤矿企业内的推广和使用，使得矿业机械设备的工作效率得到了极大地提高。具体而言，没有使用变频节能技术之前，风机、水泵等流体机械只有20%-50%的平均运转效率，对于采掘机、空压机和矿井提升机等具有较大变化负荷动力的机电设备，在维护保养、制动、加减速和启动等各方面的浪费极其巨大。变频节能技术的成功应用，完全解决了这个问题，很明显地具有优越的调节性能和节能效果。

2.流体负荷设备中的变频技术

由于泵和风机的负载转速和转矩的平方成正比，只有较低的过载能力要求，因此截流成为了一直沿用的调节流速的方式。根据相关统计，2002年国有重点煤矿共有1486台通风机，其中绝大部分机器的通风效率不足一半。再加上数十个大型的煤矿公司集团，在我国矿用泵、通风机的改进和配备新设备工作中，变频技术的作用将非常重要和明显。

2.1 风机变频调速

我国目前的煤矿新上项目和风机节能改进工作中，越来越多地应用到了变频器，甚至生产出了专门的变频调速装置以适应煤矿作业环境的特殊性。相关资料表明，在杨村矿南风井改造风机工作中，用JS157-10型的低压鼠笼式电动机取代了以前的JRQ-1510-10型的高压绕阻式电动机，两台电机由一台变频器控制。经过改造后的风机实际转速和电机实际输出功率，均比原来更加节能，风压和风量对于矿井的特殊性也更加适合，年节约费用50多万。最新型的ZJT-30型本安隔爆兼变频调速智能系统，其散热方式为IGBT，具有660V的工作电压，可带动的局部通风机功率为28kW，具备了实地和远程控制功能、超温断电功能、保护过流短路功能、瓦斯和风电闭锁功能以及调整载波频率功能。有效地使巷道矿山掘进的效率得到了提高。

2.2 泵中的变频调速

变频调速在给液用泵、矿区给水中的灵活应用，有效地使设备的机械冲击被降低，能够更加灵活地控制工艺系统，使产品质量得到了提高。以PLC控制器和变频器为研究基础，所研制成的用于监控煤矿井下排水泵站的系统，通过变频器对抽水泵进行控制，灵活地进行适时加减速和起停平滑，使井下液位的恒定得以确保，对于泵频繁起停和空转时所产生的巨大能耗进行了有效地降低，同时也降低了设备机械的损耗。加入了PLC控制器，则能够更加灵活和智能地控制变频器，进一步确保了高效安全地生产运行。李庄选煤厂将变频器安装在介质泵上，对于重介旋流器的入料压力的调节，是通过在线水泵转速的调节来完成，避免了增加因启动时过大电流带来的损耗，频繁的起停车次数得到了减少，防止了变压器跳电，使产品质量得到提高。经过实践生产可知，变频调速技术的成功引用，为该选煤厂年增创收入200多万元。

3.机械动力负荷设备中的变频技术

由于煤矿作业具有较多不确定因素、复杂的生产条件以及恶劣环境等特点，很多机电负荷设备所处的工况多是波动频繁，极大地降低了工作效率，严重地损耗了设备，对于安全高效地运行煤矿作业产生了严重影响。而变频技术的运用和发展，将煤矿增效节支带入了全新的领域。

3.1四象限交流变频器

由于煤矿作业环境的特殊性，比如采掘设备的坡度较大，使得电铲、输送机、提升机等机电设备的起停、调速十分频繁，因此变频器的工作必须做到四象限。整流电路在四象限变频器的作用下，用IPM组成的可控整流桥代替了以前的全波整流桥，在电动状态下的电机，其四象限变频器的控制原理和方法完全等同于两象限变频器，即整流电路变为四象限变频器中之前的逆变电路，之前的逆变电路则是之前的整流电路，实现了在电网内回馈电机所产生的电量。

3.2在采煤机中的使用

如今的采煤机调速变频系统已经用“一拖一”代替了原来的“一拖二”。在世界范围内，我国的四象限运行回馈能量交流变频调速采煤技术已属于领先行列，我国生产制造的采煤机可以实现2台变频器之间的转矩平衡和主从控制以及额定转速以上恒定功率调速、额定转速以下恒定转矩调速。四象限调速变频器能够保持基本不变的牵引速度，不会使采煤机出现跑车下滑的情况，同时具有可靠的速度调节、方便的操作、灵活的控制以及简单的结构等特点。

3.3在电铲、胶带输送机中的使用

由于我国胶带输送机目前所使用的是液力耦合器装置，其下行运输皮带在制动、运行和启动时容易出现电机失控的情况。在使用了四象限变频器之后，能够在电网中通过变频器回馈电机产生的负力，使发热损耗降低，对于电气系统和机械系统冲击的问题给予了有效的解决，使设备的使用期限得以延长。作为将岩石、矿石在露天矿山进行装载的大型设备，电铲有着极其恶劣的工作条件，经常会出现堵转、冲击载荷过大等情况。使用四象限变频器之后，能够快速地进行制动、反转、减速和加速，避免了上述情况的发生。

4.结束语

针对煤矿机械设备作业条件和环境的特殊性，变频器的普及推广使用将会适时有效地解决很多难题。目前在我国的矿山中，具有较大基数的矿山，大量机电设备亟需改造，对变频器的需求量十分可观。而且有着种类繁多的大小机电设备，如何能匹配好这些种类的电机设备，将会对变频器的推广普及起到非常重要的作用。随着变频器在越来越多煤矿机电设备中的应用，我国的煤矿行业也必将得到更加快速地发展。

【参考文献】

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随着时代的进步和科学技术、计算机信息技术以及电子技术的发展，我国煤矿机电设备的技术化水平也越来越高。我国是一个煤矿资源非常丰富的国家，煤矿业是我国经济发展的重要支柱，但是由于煤矿开采的规模不断扩大，煤矿开采技术比较传统落后，在煤矿生产过程中，煤矿用电量的不断增加和严重的电量浪费、低生产效率与高生产耗能的矛盾日益突出。变频技术在煤矿机电设备中的应用在节约能源、提高生产效率方面发挥了关键的作用，使煤矿业进入了一个新的发展阶段。

1、变频技术在多种煤矿机电设备中的应用

1.1变频技术在提升机中的应用

提升机作为煤矿开采的重要设备，其主要作用是输送作业人员和和矿料，对煤矿的安全生产和人员的人身安全都起着重要的作用。但是提升机具有一定的缺陷，比如启停频繁，速度变化复杂等，传统的调速设备大多是通过调节电阻的大小来来调节提升机电机的转动速度，设备在调速的过程中容易发热，电阻的消耗量比较大，调速的精确度也不高，使提升机在实际工作中存在着很大的安全隐患。变频技术在提升机中的应用能够安全的解决传统设备带来的弊端，使提升机在工作过程中保持平稳的状态，从而确保矿料和人员安全达到目的地。变频技术还能实现数学信息化的控制和对提升机的远程控制，增加调速的精确性，减少能量的消耗，降低机电的维修成本和建设电路的成本，从根本上提高了设备的安全性。

1.2变频技术在流体负荷设备中的应用

（1）在风机中的应用

风机在煤矿开采中非常重要的作用，在矿井开采中，风机需要一直保持运行的状态，能为开采人员提供良好的呼吸条件。随着煤矿开采深度的增加，风机所需要的电力也不断增加，可以说，风机的功率是随着开采深度的变化而变化的，这就需要根据需要来调节风机的耗电。变频技术可以通过对风机的控制，降低风机的负荷和电能损耗，使风机在运行工作中的运行速度降低，这对降低风机的维修成本、增加风机的寿命具有积极的作用。

（2）在抽水泵中的应用

变频技术在泵中的使用能使泵的运作更加灵活，降低设备的机械冲击。比如变频器在抽水泵中的应用，能有效的控制抽水泵启停和增减速的稳定性，保证矿井下液位的稳定，还能降低抽水泵转动的时间，大大减少泵的功率和能量的消耗，在一定程度上延长了设备的使用寿命，提高了煤矿的生产质量。

1.3变频技术在皮带机中的应用

皮带机在煤矿开采中的作用是传送矿料，它比提升机的承重量更大，这就决定了皮带机的摩擦力和功率的消耗也更大，它的运作需要更大的启动电流。传统的皮带机装置启动方法是通过液力耦合器来实现的，在运作过程中，电流需求量非常大，发电机的温度过高，这样会导致电路中的电压急剧变化，使得皮带过早出现老化、断裂的现象，降低皮带机的使用寿命，这种发电机还容易造成汽油的浪费，加大环境污染。在皮带机中融入变频技术，通过对皮带机进行优化，不仅可以节约电能，提高皮带机的工作效率，降低皮带机的损耗，节约维修成本，还能增加皮带机在启动和运行过程中的稳定性，为皮带机的正常运行和煤矿开采工作的安全进行提供了条件。

2、变频技术在多种煤矿机电设备中应用的展望

变频技术主要有以下几点优势：第一，与传统的设备相比，变频技术在多种煤矿机电设备中的应用可以降低机械设备造成的损耗，机械设备在运作的过程中不会造成磨损，能延长设备的使用寿命，降低设备的维修成本。第二，变频技术的使用实现了发电机的异步调速，使发电机的转速可以随意变动，并且发电机能在转速随意变动的过程中保持运行的安全和稳定。第三，变频技术可根据设备的需要和煤矿开采的实际需要调节电能，能大大降低设备的耗电量。

当今，变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，我国也正在进行相关技术的推广和开发，许多新技术还未真正投入使用，加上我国对能源的利用率提出了新的要求，煤矿产业结构也在不断发生变化，由此看来，变频技术在煤矿机电设备中的发展空间是非常巨大的。一直以来，煤矿生产的安全问题在社会各界受到了极大的关注，控制煤矿安全、保证作业人员的安全是煤矿企业面临的重要任务。变频技术在煤矿开采中的应用优势可以说是无可比拟的，这种技术能在一定程度上对风机进行智能调节，在减小瓦斯爆炸几率、保障煤矿开采人员的安全方面具有不可替代的作用，变频技术还能节约企业的成本，深受煤矿企业的喜爱，这为未来变频技术的广泛应用奠定了坚实的基础。

变频技术在未来广阔的发展前景还表现在：煤矿开采环境非常特殊，对技术专业化的要求非常高，而变频技术的专业化符合煤矿开采的需求，比如变频器在风机中的应用；煤矿机电设备的种类很多，变频技术的推广面比较广，比如可优化变频技术，更好的解决各种设备之间的匹配问题；目前，变频技术对煤矿机电设备的改造具有重大的作用，加上机电设备数量多，我国的煤矿资源丰富，对变频技术的需求量非常大；我国的电子信息技术发展迅速，在煤矿机电设备和矿业结构的改造中，必然会运用网络化管理对变频技术进行控制，控制方式的多样化能使变频技术得到更好的更新。

3、结语

综上所述，随着经济、技术的发展，变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，变频技术以其无可比拟的优势在煤矿业中占有着重要的地位，从变频技术的应用现状来看，其在煤矿开采业中的发展前景是非常广泛的，未来，变频技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势，煤矿企业应注重在应用现有的变频技术的基础上，跟随着时代的发展对技术进行更新，并努力研究、开发与时代和煤矿机电设备相匹配的新变频技术。

参考文献

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中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：

0. 变频调速技术

变频调速技术就是完成变频调速系统调速传动任务的技术。它的主要内容包括了变频器的结构和工作原理、所用的功率器件、电动机运行的特性、调速系统所驱动的各类工作机械（即负载的特性和要求）。为了达到传动的转速转矩要求、保证静、动态性能稳定，还要应用各种控制技术。此外，消除变频器对外干扰和变频器实际应用的经验也是变频调速技术研究的范畴。总之，变频调速技术是电力电子技术、电气传动自动化、控制理论、计算机等多门学科的综合，也是一门重要的学科分支。因变频调速具有优点全面、适用面广等特点，所以说变频调速技术将是称为调速领域中的主要技术，并有统一调速领域之势。

1.变频调速的发展过程

1.1 变频器采用的电力电子器件

电力电子器件是决定变频器性能的关键，早期是晶闸管，由于它是半控器件，需要换相回路，后来被全控器件所取代。早期是晶闸管（SCR），被今天的全控器件所取代。今天的全控型器件，不仅可以自行开关，而且还可以提高功率；并能完善和提高变频器的各种功能。1.2 线路结构

整个变频装置是由元器件和线路连接而成的，1990年以前，线路基本上是由模拟电路分立元器件组成的，只有少量数字电路和集成块。以后由大规模集成的数字电路逐渐增多，20世纪末就全面数字化；整流器、逆变器、SPWM波形形成、矢量控制等，都集成为一块，甚至集成为一体，因此装置体积越来越小，可靠性大大提高。

1.3 计算机的使用

20世纪90年代以后，计算机进入了变频器的结构和运行领域，提供多种功能：1）取代一部分模块的功能，如SPWM波形的生成，矢量控制的实时计算等；2）实现各种保护并且智能化，如自监控、自诊断；3）进行运行控制，如开机停机、加减速、正反转、制动等。总之，计算机配合模块及其他电气设备，进行协调、控制、通信、执行变频调速系统各项功能，成为系统的神经枢纽，目前正向网络化发展。1.4 变频器主电路拓扑结构

应用最广的是交-直-交变频器的主电路拓扑结构是逆变器为六拍三相桥，一直保持了多年，20世纪90年代以后开发成功多电平电路如功率单元串联电路，改进了性能，扩大了适用面，如制作高压变频器及特大功率变频器。整流器原来是单一的半控和不控整流，90年代后发展为双SPWM和SVPWM，不仅便于作四象限运行，还能改善网侧的波形和功率因数。目前国外很多公司生产矿井提升机用的变频器，都采用了数字控制。如德国Ensdorf矿井提升机为双交-交变频器供电系统，由高速可编程序控制器执行数字控制和欧洲ABB公司技术，当时都是十分先进的技术，今天也被IGBT变频器供电取代。

2 变频技术在煤矿机电设备的应用现状

随着电力电子技术和控制理论的进步，变频技术在理论和应用方面都取得了较快的发展。在应用方面主要表现在以下几个方面：

2.1 变频技术在采煤机中的应用

采煤设备的特点是工作环境坡度大，设备需要经常开启或关闭，普通的两象限变频调速不能达到要求，因此应结合采煤设备的实际情况，提升采煤工作中变频技术的适用性。目前，我国的电牵引采煤机行走功率一般最大为 2×110 kW，而四象限交流变频技术的应用使得采煤机在牵引速度不变的情况下，达到了明显的节能效果。

该系统在原有两象限变频器的基础上改为四象限变频器，即在蒸馏电路模块用可控整流器代替全波整流桥，在发电状态下，将发生逆变的电路与整流电路互换，并回馈电量到电网，以达到调节的目的。

以鸡西东煤配件厂生产的 MG150/375-W 电牵引采煤机为例，其技术指标如表 1 所示。

由表 1 可以看出，该四象限变频器倾角可以达到 35°，截深达到 0.63 m，具有控制灵活、操作方便、速度调节可靠的优点。

2.2 变频技术在流体负荷设备中的应用

变频技术在流体负荷设备中的应用主要表现在风机和水泵上的应用。由于风机和水泵的负载转矩与转速的平方成正比，对过载能力要求不高，因此可选用普通功能型变频器。老式变频器在调速方面多采用截流方式，工作效率低，效果不理想，已不能适应目前矿井生产的需要。为保证矿井生产正常进行，泵和风机的设计都应留有足够的裕量。

2.2.1 变频技术在风机中的应用

目前，变频器在我国煤矿风机节能改造和新项目中得到越来越多的应用，同时出现了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。数据显示，2002 年国有重点煤矿通风机总量为 1

486 台，其中有一半左右的通风机平均通风效率不足 50%。改善后的风机有如下功能：

（1）系统自动化控制功能。PLC 接到运行指令时，判断运行机号和运行方式。

（2）风量闭环控制功能。通过调节变频器输出频率，从而改变风机转速。

（3）电机过流保护功能。电机变送器将主回路电路电流信号转换后送入 CPU 内部功能存贮器，超过设定值即进行保护。

2.2.2 变频技术在水泵中的应用

据不完全统计，在我国有 5 000 多台大型排水泵，其年排水耗电量约为 30 亿 kW・h，占矿井总用电量的 1/3 左右，可见其耗电量之大。而变频技术的使用使得水泵实现了起停平滑、加减速适时的功能。因此，变频技术的应用对于改善我国矿用通风机、水泵的性能发挥了重要的作用。

2.3 变频技术在提升机中的应用

变频技术对于提高提升机的性能具有显著的作用。运用不同的频率，提升机减少了对机械的摩擦，在启动或停止过程中能够实现缓冲。当提升机带有的测速发电机给出超速信号时，变频器能自动减速，实现自动限速保护功能。当其给出“上行”或者“下行”命令时，若人员操作与命令不符，连锁功能就对此操作不响应，变频器不启动，实现连锁开机功能。

3 变频技术在煤矿机电设备中的应用展望变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，但就目前我国的情况来看，变频技术还不成熟，应用不够普及。如美国B-E 公司已研发出露天开采的牙轮钻机，并加以应用，反响很好。而我国尚在开发试验之中，还未推广普及。因此，变频技术在我国煤矿机电设备中还有很大的提升与发展空间。

（1）推广面更广。煤矿机电设备种类繁多，性能各异，因此，解决好变频器设备的匹配问题，实现机电设备的高效运转，才能使变频器得到更广泛的应用。

（2）需求量很大。我国煤矿基数大，尤其是在西北地区。机电设备性能主要通过变频器来实现，这就会极大地推动变频技术的发展。

（3）专业化得以加强。煤矿的工作环境十分特殊，井下开采、爆破等工作均需要研发出特殊功能的变频器来配备装置，从而实现更多的功能。

（4）多功能、网络化的更新。电子技术的发展日新月异，煤矿机电设备改造过程中对变频器的使用和控制也会呈现多功能、自动化的趋势。

4 结语

通过对煤矿机电设备变频技术的探讨，阐述了变频技术的工作原理，分析了变频技术在煤矿机电设备中的应用，包括其在采煤机、风机、水泵以及在提升系统中的应用，最后对变频技术在煤矿机电设备中的应用进行了展望。希望通过本文的研究，能够为拓展变频技术的应用范围提供一些参考。

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中图分类号：X752 文献标识码： A

引言

随着信息技术、自动化控制、计算机技术以及电子技术近年来的飞速发展，

对于煤矿机电设备的技术化水平也在日益的增高。当前，煤矿企业主要依靠机械化生产作业，所以煤矿企业生产的主要成本已经成为了能耗成本，而大部分能耗是由提升运输、控制通风以及排水等机电设备消耗。因此，就得借助变频技术来充分的实现降低煤矿生产过程中机电设备的能耗，俨然已经成为了提高经济效益，减少生产成本的主要手段。

1、变频技术的原理

交流变频条数技术是在电力电子技术、电机传统技术和微机技术的基础上产生的，这项综合技术将强弱电混合、机电一体综合在一起。它的主要本领是通过具有通断能力的半导体器件，把工频电源变换成另一频率的电能，从而控制装置。变频技术的工作原理是通过整流桥把工频交流电压转换成直流电压，再通过逆变器将其转变成频率、电压能够调节的交流电压，让其以驱动电压的形式驱动交流电机，这样便可以使电压和电流适应无极调速，通过这种方式进行调速不会产生转差损耗。在当代这样一个能源危机的时代，出现变频技术是必然的，因为变频技术可以按照电机负载将自动的减速、加速、平滑功能实现，大幅提高电机工作的效率。

2、我国煤矿开发面临的问题

随着我国经济的发展，国家加强了对于城市环境的建设，而一切的建设工程都离不开电力的支持，上文已经说过电力的来源，所以国家也加大了对于煤矿的开发和使用。但是在现实中存在许多“黑”煤矿，他们的操作不规范，有的甚至还出现了塌方的惨剧，这些行为不仅威胁到人们的安全而且更加影响到了城市以及政府部门的形象。这些问题的成因虽然有自然的因素，但是归根结底还是煤矿的取用技术存在严重的问题。一些煤矿开发的工程部门只顾着眼前利益，盲目的生产而不去引进新的技术，这样不仅加大了生产的成本而且也会造成安全的隐患。

3、变频技术在煤矿机电设备中的应用

3.1、矿井提升机

目前，矿井提升机变频技术的应用，主要以高压变频调速控制系统和PLC控制系统为主。在矿井提升机高压变频调速控制系统设计中，一般采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统，不但提高了高压回路与低压控制回路之间的通讯能力，还能增强系统的抗干扰性和安全性，使提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视及保护功能等功能更加完善可靠，从而改善了提升机启动、加速、运行、减速等运行阶段的性能，减少对设备、钢丝绳的机械冲击，增强提升系统的安全水平。

3.2、在皮带输送机上的应用

煤矿使用最多的运输设备就是皮带输送机。一般它使用的方式是交流电动机工频拖动，传动需要通过液力耦合器，所以，它具有启动电流冲击大、传动效率低等不足，液力耦合器与皮带会产生很严重的磨损，所以会有很高的维修和维护成本。但是将变频器的软启动功能得以利用，便可以使皮带输送机完成系统的软启动，使皮带在启动时产生的张力减少，同时使皮带的伤害减少。同时还可以将运输速度按照输送量的大小进行实时的调整，以实现节约能源的目标。变频器完善具有以下保护功能：过流保护、过压保护、过载保护、短路保护、欠压保护等，同时可对接皮带输送机的综合保护装置，如瓦斯保护、煤位保护、跑偏保护、打滑保护、烟雾保护、急停保护、纵向撕裂保护等，以使各项安全保护性能得以完成。特别是在使用下运式皮带输送时，发电制动可以使电网得到回馈，更好的实现节能效果。

3.3、排水泵

排水泵主要完成全矿井的排水任务，它对整个矿井安全生产有着极其重要的意义。在雨季、冬季或者矿井建设、生产的不同时期中，矿井中的涌水量也是不一样的。排水量的调节要按照实际的涌水量进行，要依照矿井的最大涌水量来选择矿井的主要排水泵型号。因此，矿井的主要排水泵在实际的生产中往往存在功率不足的现象，使得排水效果无法达到规定的要求，同时还浪费电能。变频技术应用到排水泵中，改善了运行频率的对点拥挤，同时依照矿井的实际涌水量改变了电动机的转速，使排水需求得到了满足，防止了因电动机功率不同造成的问题。按照有关的统计可以发现，在变频技术运用之后，主要排水泵提高了三成以上的节电能力。

3.4、通风机

通风机的主要任务就是完成全矿井的通风，所以，通风机是矿井生产中的一个主要设备。开采作业在不同的时期中，由于开采的深度在不断的加深，很多因素都在随之改变，对通风的需求同时也在改变，对矿井通风量的需要主要是通过实际的用风量来进行调节的。矿井主要通风机性能的选择主要是依照矿井最大的用风量来进行，传统的通风机往往存在功率不足的问题。通过使用变频技术，将主要的通风机进行一定的技术改造，它改造的目的类似于排水泵的改造，主要按照矿井的实际通风量设定电动机的运行频率，不仅满则了实际通风的需求，同时还使通风机的功率需求得到了满足。

3.5、空气压缩机

煤矿风动工具所需要的动力源是空气压缩机提供的，一般它由交流电机拖动，在较长时间内电动机都处在全速工作的工频之下。空气压缩机一般使用上、下两点的控制方式进行压力控制，也就是交流电动机总是处在工频运行的状态下，然后当在空压机气缸中的压力与设定的压力值相等时，空压机的进气阀就会关闭，压缩气体就不会再产生，电动机便处在空载的状态下；当压力下降，直到与设定的压力值相等时，空压机的气阀就会打开，压缩空气产生，电动机就处在重载的状态下。

4、变频技术在煤矿机电设备中的应用展望

随着节能减排政策的推进，煤矿作为用电大户更需要节能设备取代原来的陈旧设备，所以，变频技术在矿山会越来越广泛的应用，变频技术的发展在我国煤矿领域发展会有很大的空间。

4.1、推广面广

煤矿机电设备多，如果变频器能解决好设备间的匹配问题，肯定能得到广泛的推广。

4.2、需求量大

我国煤矿数量多，需要改造和新建设的矿井都需要上马节能的设备，这样就必然会推动变频技术在煤矿的发展。

4.3、专业化更强

煤矿因井下条件恶劣，要求变频器同时满足防爆要求，而变频器最主要的是要解决好散热，所以矿用的变频器需要有特殊的配置才能解决和满足煤矿使用。

4.4、多功能、网络化的更新

电子技术日新月异，煤矿改造和新建的过程中对变频器的使用和控制也会呈现多功能化的趋势，对变频器的控制也会成为网络化管理中的一个重要环节。

结束语

随着我国经济科技的飞速发展，人们对物质生活水平以及生活环境的要求越来越高，所以国家必须加强对于城市以及乡村的环境改善的力度。而改善环境的首要工作便是改善人们的住与行，而电力便是人们“住”的保障，人们在居住的过程中时时刻刻都需要用电，而这些电多数是来自煤矿机电设备的，在中国，特别是北方的城市，因为城市本身的发展程度不够，加之北方地势比较平坦，没有落差比较大的河流湖泊等，所以在北方水利发电是不现实的，人们的用电绝大多数是来自煤矿机电设备中的。

参考文献

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中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0048-01

当前，我国煤矿开采业现状不乐观，尤其是一些小煤矿开采技术落后，生产成本利用率低，投入与产出不成正比。[1]在煤矿机电设备中应用变频节能技术能够有效改善我国煤矿开采行业的现状，进而使其在能源使用方面发生质的飞跃。通过推广变频节能技术，一方面能够提高煤矿开采行业的生产效率，另一方面也能够促进产业节能减排。

1 变频节能技术的现状

变频调速主要是通过交流电的电压与频率从固定不变的状态改为可变化的状态，采用“交-直-交”的方式来进行，其内包含的工作原理主要是将工频交流电经由整流器转换，使其成为直流电，之后再次转换，将直流电转变为频率、电压可控的交流电，以此可控的交流电作为电动机使用的电力，最终达到了节能的目的。

目前生产力不断发展，电力控制理论与电力电子技术也在不断提升，变频节能的技术在理论研究与实践应用两方面都得到了前所未有的进步。经过FTR与IGBT的替换，变频技术渐渐智能化，压频比控制与此前相比有所改进，人工神经网络成为当前技术领域内的主流。变频器完成了基本电路的调速工作之后，通过内置可编程序以及参数辨识功能的完善，变频器的综合使用效率也得到提升，最终其为煤矿机电产业的节能提供了新的思路。

2 变频节能技术在流体负荷设备中的应用

老式流速调节多采用截流方式，生产效率不高，不能满足矿井生产的需要。变频技术在矿用通风机及排水设备的应用中发挥了巨大作用。

2.1 变频技术在风机中的应用（什么风机？电机型号适合煤矿使用吗？50万电费从哪里出来？）

目前市场上出现了专门为煤矿设计的变频调速装置，将原来的JPQ-1510-10型高压绕组式电机替换成为JS157-10型电动机，改造后的风量更符合矿下的环境，还节约了每年50多万的电费。对瓦斯闭锁的检测、过流短路功能的保护及远程控制功能的配备，可以预防爆炸，为矿下的安全作业提供了保障。

2.2 变频技术在矿井通风设备中的应用

通风设备是保证煤矿安全的主要设备，一年昼夜工作，发生损坏的可能性高于其他设备。矿井的主风扇的额定通风能力主要按照矿井末期的通风阻力设定的。[2]在矿井投产的初期，由于风机的富裕能力较大，原先的做法是将风门挡板关小从而达到生产所需的风量，认为的改变阻力来调节株扇风机的风量。风速量超额造成了尘土和煤渣飞舞煤尘过大，使工作环境恶略，增加量了职工尘肺病的发病率和煤尘爆炸的可能性。变频技术的应用能够通过风机的工作状况来进行判断，其是否仍存在节能的可能，或者在运行状态下风板全部打开之后，矿井中能够容纳一定的风量，则安置在此处的风机不必安装变频器。若风机进行平方转矩类负载活动，则应当选择一些通用型的变频器，如风机水泵。主扇风机使用变频器后噪声磨损减轻，减少了维修费。（不明白什么意思）

2.3 变频技术在泵中的应用

利用变频节能技术设计了一套煤矿的井下排水泵监控体系之后，我国在变频技术应用领域开启了新的元年。通过在监控系统中控制变频器来影响抽水泵的启停工作，适时进行速度上的加减，同时也能够降低因空转时间过长带来的损耗，进而避免出现频繁停车所致的变压器跳线的问题，最终能够飞快提升生产利用效率，保证安全运行，提高产品质量。（内容太空洞了）

3 变频技术在机械动力设备中的应用

由于煤矿环境十分特殊，因此机电设备长期处于频繁波动，特别是在输送和提升的过程中，损耗尤其严重。频繁的起停可以使用四象限工作，其原理[3]是：变频器将整流电路由原来的全波整流转换为智能功率模块构成的可控整流桥，如同原先的工作状态，在电动状态下，四象限与二象限的变频器整流电路成为逆变电路在运行，最终实现了引流电机电量回馈电网的目的。变频节能技术的发展与应用，也使得煤矿机电设备的节能工作进入到新的阶段。

3.1 变频技术在提升机中的应用

在矿井提升系统中，通常情况下采用通用型变频器，从而有效的将母线电压升高产生的热能通过“制动电阻”消耗，从而降低对蓄能电容器以及电气元件的损耗。变频器在提升机中的应用可以实现无极平稳加速减速，提高系统的安全性，节约电力资源，实现数字化控制，通过软件的设计从而实现兼容，完善输入输出接电口电路，控制模式转变成无速度传感器的矢量模式，可以对过流、过压及欠压等进行全面保护，减少设备的维修量和维修费用。

3.2 变频技术在胶带输送机中的应用

变频技术主要有效的解决了液力耦合器装置运输皮带机在启动和运行过程中所产生的电机失控，变频器可以将电机产生的负力及时回馈，从而明显的降低了发热产生的损耗。延长了设备的使用寿命。（应增加皮带负荷波动时变频器的作用内容）

3.3 变频技术在煤矿机电设备中的应用

变频技术在机电中的应用更加广泛，除了节能外，更加注重向灵活化、智能化方向发展，操作更加简便，安装和控制更加方便。例如，我国煤矿中洗煤中采用变频技术的给煤机，将变频驱动模式替换传统的手动闸门模式，拥有了标准化的参数结构和调试软件，安全方便，操作也十分灵活；将间隙间隔防爆的变频器装入隔爆壳内，另外安装风扇吹风冷却、外设水冷装置，解决了功率散热、安全控制等技术问题。据此来看，将变频技术应用于煤炭机电设备中，会产生良好的节能效果。（此段前后因果有点牵强）

2.4 变频技术在煤矿空气压缩机中的应用

空气压缩机也是煤矿中的主要设备之一，通过以压缩空气为动力进行钻孔，火药爆破岩层。由于空气压缩机较为灵活，既可以将其设在井下也可以设在井上。通常情况下，空气压缩机能够通过关闭进气管来使得储气罐内的气压低于设定气压，而进气管的碟阀会自动打开。当空气压缩机的排气量与气压在运转工作状态下达到满载，且与电动机的额定电流值接近，卸荷过程中易造成空转。而压缩机在进行额定转速下本身的磨损较大，加上耗电高、空转等情况，容易导致压缩机能耗过高。变频技术的使用能够有效调节压缩机的转速，减少排气量，使其轴功率与转速之间呈正比，并根据用气量的变化来随时调整设定的气压值，最终智能地实现了压缩机内空气的恒压供应，提高了压缩机的使用效率。（此段不应该在这个位置吧？压风机属什么设备？）

小结：我国煤炭资源丰富，也是产煤大国，煤炭是国民经济增长的主要支柱。但吨煤电耗高，而倡导节能减排也是国家长期发展的要求，所以在煤矿机电设备中采用变频节能技术具有巨大的潜力和发展前景。但变频技术在我国应用还不广泛，由于我国矿山中使用的机设备品种多，为了更好的匹配，必须对变频节能技术进行改造，更加专业化，以适应不同环境的需求。经过改造后的变频技术拥有显著的节能效果，稳定性能加强，适应煤矿环境的要求，必将会被我国煤炭行业所采用。

参考文献

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随着电子技术、计算机技术、自动控制技术、大功率输出技术的迅速发展,交流电机变频调速技术取得了突破性的进步,成为当今节电和改善环境、推动技术进步的一种主要手段,已成为一种必然的发展趋势。众所周知,煤炭企业是耗电大户,其电耗成本占其生产成本相当大的比例,其中通风、提升、压气、排水等设备的电能消耗占总能耗2/3以上,但是有很大一部分电能是白白浪费掉的。明显的节能效果和优越的调节性能,使变频节能技术在我国矿山中的应用越来越广泛,技术也越来越成熟。

1、变频技术原理及发展

交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用,是强弱电混合、机电一体的综合性技术。其实质是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压和电流,是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。变频调速技术之所以在能源危机中应运而生,就是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速,从而大幅度提高工作效率。

2、变频技术在煤矿机电设备中应用

2.1 在矿井提升机的应用

矿井的提升机担负着输送物料和人员的重要任务,是矿井生产四大运转部件别重要的设备。其传统的调速控制方法是采用在电动机转子电路内接入金属电阻,用鼓形控制器或接触器切除电阻来达到调速的目的。这些控制装置的缺点是:电阻能耗大、散热难以解决;电阻调速属于有级调速,开环控制,调速范围小、精度低、安全性能差;在减速段和下放时需投切动力制动直流电源或低频电源,易造成设备损坏,且浪费了大量的电能。另外,原有的控制系统保护不够齐全,安全可靠性差,原系统已严重地制约了矿山的安全生产和经济运行,对矿井提升机驱动系统进行变频技术改造旨在从根本上解决原有电阻调速控制系统存在的各种弊病,达到如下主要目的:实现无级平稳加减速,提高提升系统的安全水平;节约电能;用PLC编程软件替代继电器实现提升速度控制,减少设备维修工作量。

2.2 在皮带机中的应用

与提升机的用途基本同理,皮带机也是从井下运送煤到地面。区别在于皮带机的功率更大,它的启动和运行方式为绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行,经液力耦合器切换至皮带机。皮带机的工作原理是皮带机通过驱动轮毂,靠摩擦力牵引皮带运动,皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。皮带是弹性储能材料,在皮带机停止和运行时都储存有大量势能,这就决定了皮带机启动时应该采用软启动的方式。国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动,在启动时调整液力耦合器的机械效率为零,使电机空载启动。虽然采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动等方法,但电机的启动电流仍然很大,不仅会引起电网电压的剧烈波动,还会造成电机内部机械冲击和发热等现象。同时采用液力耦合器软起皮带时,由于启动时间短、加载力大容易引起皮带断裂和老化,要求皮带的强度高。加之液力耦合器长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生,不仅会加大维护难度和成本、污染了环境,还会使多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。

2.3 在煤矿主通风机的应用

煤矿主通风机是煤矿的四大主要设备之一,主扇风机在煤矿生产中有着重要的地位,作为矿井主通风,它每天24h不停地运转,是整个矿井的"呼吸"系统。随着开采和掘进的不断延伸,巷道延长,尽管风量基本不变,但井下所需的风压要求却不断增加,风机需用功率也随之增加。矿井一般按开采各阶段中通风最困难时期选择风机型号。

矿用通风机采用变频调速后,节约了电能,而且可根据巷道的风量需求方便的进行调速,避免浪费,应用效果是十分理想的。而且变频节能运行,节约了大量能源。由于变频改造后不再使风机一直处于满负荷工作状态。

2.4 在井下绞车电控系统中应用

电控系统和保护系统采用变频调速技术,输入电源660V、50Hz,电压允许波动范围－15%～＋10%,允许频率波动范围±2.5%,输出功率200kW,输出频率0～50Hz连续可调。过载能力强,在负载变化为－120%～＋120%额定负载时能满足四象限运行要求;低频运转时,有自动转矩提升功能,能保证100%额定转矩;有过压、欠压、过流、断相和功率元件过热等保护。

控制箱采用快开门方式,电气控制采用双PLC全数字控制系统,两套PLC与硬件电路互相冗余完成绞车提升控制与数字监控,同时在PLC故障时能分别完成临时应急提升。控制系统配备正常操作而设置的各种保护,其中的防止过卷装置、过速装置、限速装置和减速功能保护设置为相互独立的双线形式。系统还具有各种保护试验功能。声光信号与控制回路具有闭锁功能,未发信号不能开车,发出信号的时间次数记忆不少于30天。深度指示采用数字显示,能准确清楚显示出矿车在巷道中运行位置。深度指示一旦失效能迅速断电停车。绞车控制具有手动、自动、检修运行及远程控制等操作方式。检修时能手动操作,运行速度0.3～0.5m/s,操作方便可靠。变频器采用模块式结构,出现故障时能方便查找故障点并及时进行更换,维修简单。

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0 引言

现阶段，我国大多数的矿山设备所采用的维修方法以及设施，通常应用计划经济体制模式，和国外发达的国家相比，差异较大，其中部分模式已无法适应当前市场经济的需要。而在矿山机电设备维修应用故障检测诊断技术，不仅结合我国的国情，还吸收了先进技术及经验，有效提高矿山的生产管理水平，改变传统的维修体制，以便适应当前市场经济的体制。

1 故障诊断检测技术

1.1 故障检测诊断技术定义

故障检测诊断技术主要是包括故障检测和故障诊断，以现阶段的实践领域和学界理论的通说，统称为故障检测机诊断。设备工作运行正常主要是指设备能按自身功能特征，正常运转，和设备该有效能相符合。而设备的异常运转，是指其在运转的过程中出现问题，且影响到其它零件的正常运转，造成难以满足生产的发展需求。设备出现瑕疵，故障指油耗等，导致设备性能丧失，无法继续工作。故障检测诊断技术就是以设备的工作状态信号变化，进行准确定位，精确发现存在的问题，且快速处理相关问题，以确保设备的安全运行。

1.2 故障检测诊断技术特点分析

随着现阶段设备维修理论、检查技术理论等的快速发展，故障检测诊断技术也得到不断发展，其主要有如下三个特点：（1）目的性较强。诊断目的明确，能快速对运行中的设备进行故障定位和分析，且在这样的基础上制定出行之有效的维修方案，进而保障设备的正常运行。（2）复合型技术。诊断维修均涉及到动力学和物理学等多种学科的领域，主要包括液压器操作、机械制造等的原理与应用等相关专业的知识。由此可见，故障检测诊断技术涉及到各种学科知识，知识面广且经验丰富。（3）理论化向实践转化。所有的诊断方法及维修技术均根据时间来定，处理原理及结果可直接转化为实践，并用于实际操作。

2 故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用

2.1 矿井提升机检测与故障诊断

提升机是矿井生产、运输的基础设备之一，在矿山生产中的地位及其重要，它担负着提升原煤、矸石，下放相关材料、升降人员等任务。提升机的运行是否安全，直接关系到的一个煤矿能否正常运作，关系到煤矿工作人员的生命安全，其重要性不容忽视。有学者提出矿井提升机故障有“软故障”和“硬故障”之分。文章以下将对“软故障”和“硬故障”进行定位分析。“软故障”涉及到工况参数，实践中需要对工况参数进行测量，对相关数据进行分析和处理才可以得出。“硬故障”是指由一些特定的参数超限表现的故障“，硬故障”的出现往往以“软故障”为前提，从这一点定位来看，对“软故障”的及时预诊和定位检修极为重要。由于该项基础设备关系到矿山运作的安全，属于重要基础性设备之一，为了确保这一领域的安全性，我们国家许多科研机构和科研人员都进行了大量的研发工作，如中国矿业大学研制的KJ46型矿井提升机状态监护系统、ASCC型全数字提升机控制系统等都包含了故障诊断技术的功能，取得了比较好的效果。

文章在实际的工作过程中发现，矿井双筒提升机松绳现象经常发生，一旦发生事故将会带来不可估量的损害。文章在研究以前成果的基础上，认为可以用一种简单实用的松绳检测装置来解决该问题。该装置主要由单片机和霍尔传感器组成，在提升机每个天轮一侧安装一周小磁钢，并在适当位置安装霍尔传感器检测两天轮的转速，在正常运行（即无松绳）时，两天轮的转速相同，则两个传感器输出的计数脉冲个数基本相同，该装置内单片机计算出的两天轮的行程差几乎为零；当钢丝绳出现松绳现象时，两天轮的行程不同，该装置可计算出两天轮之间的行程差，当行程差达到预报警值时发出松绳报警信号；当行程差达到保护值时，该检测装置发出控制信号，使提升机及时刹车，起到保护作用。

2.2 采煤机工况检测和故障诊断

与国外先进采煤机相比，国产采煤机的整机水平还是比较低的，与国外先进水平存在着极大差距。譬如检测范围狭窄、检测参数满足不了需要，对故障检测的功能基本上是缺失的。为了从根本上改变国产采煤机检测水平低的落后状况，原煤炭部将“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的研制列入了“九五”重点科技攻关计划。该故障检测诊断系统主要有：（1）左、右摇臂检测单元；（2）机身检测单元；（3）高压控制箱检测单元；（4）变频器通信单元；（5）工况检测及故障诊断单元（6）检测152.4mm 显示单元。目前来看已经取得显著的效果，在此领域获得较大突破，有望彻底解决这一难题。

2.3 通风机的检测诊断技术

文章通过研究相关产品， 发现目前用于通风机故障检测诊断的产品寥寥无几， 比较典型装置是江西煤炭工业研究所研制的KFCA型通风机集中检测仪、煤炭科学总院重庆分院研制的FJZ 型矿井主风机在线监测与故障诊断仪。其主要特点是：16位中央处理器、丰富高效的指令系统、四通道10位A/D转换器、高速输入/输出接口、8个中断源、两个16位定时器、16位监视定时器和具有多用途的接口。由于通风机的检测诊断技术在国内的研究较少，可以借鉴的东西不多，文章希望通过自己的研究可以起到抛砖引玉的作用，尽快促进该问题的解决。

2.4 矿用高压异步电动机的检测及诊断技术

矿用高压异步电动机在矿山生产中的地位也及其重要，一旦发生故障，不仅仅会给煤矿带来较大的经济损失， 还会影响到煤矿正常的生产运营。现代信号处理技术和人工智能技术的出现和应用使得异步电动机的故障诊断变得较为得心应手，取得了较好的效果。通说认为异步电动机故障检测与诊断方法主要有：①局部放电检测；②电流高次谐波检测；③磁通检测。

3 结语

除以上所述内容外，文章认为故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用还需要对机工、电工和相关领域的工作人员做渗透培训，提高安全生产意识和应急能力。为了适应扩大化的生产，同时要重视技术的革新、改造，建立和完善的矿山机电设备的故障检测诊断机制，完善相关制度，责任到人。只有这样才可以保证矿山设备正常、高效、安全的运行，推进我国经济的高速发展。■

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引言

我国是产煤大国，充足的煤矿资源被广泛应用于国民经济中的各个领域，煤矿资源的应用不仅提高了我国综合经济实力，也决定着我国的经济命脉，煤矿企业想要获取更好的发展，在激烈的竞争中取得一定的经济地位就需要利用节能效果的变频技术完成煤矿开采工作，变频技术在煤矿机电设备中的广泛应用是提高煤矿采煤数量和质量的关键措施。目前，煤矿企业机电设备的运行主要依靠机械化生产，在能耗中对煤矿的要求很高，多数煤矿企业目前无法合理使用变频技术，造成大量的资源浪费，因此借助变频技术在机械设备中的应用成为煤矿企业节省成本和提高经济效益的技术关键。

1变频技术的情况分析

（1）煤矿中的变频技术是指设备在使用过程中改变交流电的输出频率，降低机电设备在使用中的能耗从而实现对设备的有效控制；在机电设备的设计过程中，机电设备若在长时间的负荷中工作会造成能源的浪费，故在设备使用过程中融入变频技术，变频技术是一门与机电设备结合的综合技术，结合点击传动技术、电子技术及计算机技术，通过信息技术半导体元件将信号转换为其他频率，依靠逆变器进行控制调节，实现机电设备的自动调速；机电设备中的变频技术利用电流频率的增长关系，可以改变电频率控制转速，实现对机电设备的有效控制，在实际对煤矿机电设备中，变频的整流部分可以将电源化为直流电源，保证机电设备的正常运行。（2）变频技术的优势。煤矿企业设备中使用的变频技术与传统技术相比具有更好的可靠性，变频技术的功率精准度高，应用于实际操作中变频器与电机运行的实际符合相结合，实现对电机的控制，确保电流低于额定电流，达到提升电机效率的目的，这样可以大大降低电机的运转转速，减少对电机的损耗，提高使用寿命和效率；其次是变频技术的操作简单方便，依靠科技的进步，变频技术在开关环方面实现自动化，精准的自动化手段提高机电设备的使用率。

2变频技术在煤矿机电设备中的现状

目前，我国煤矿机电设备的变频技术广泛应用于各个领域，变频技术的优势是在实际操作中可将电能损耗降到最低，还能实现对煤矿资源的有效利用，对提升煤矿机电设备的运用效率有很大帮助，但煤矿企业并不是重视变频技术的应用，会造成大量的资源浪费，未使用煤矿变频技术的企业能耗高，资源利用率低，因此，这就要求煤矿企业重视变频技术的实际应用，在实际操作中，变频技术更具智能化和自动化，降低设备能耗的同时提高企业的经济效益。

3变频技术在煤矿机电设备中具体应用

变频技术对我国煤矿机电设备的发展有很大的影响，节能的同时提高资源的利用率，主要表现在以下几个方面：

3.1在采掘机方面的应用

煤矿实际操作中的主要设备时采掘机，采掘机设备的是煤矿开采中消耗能源最严重的设备，采掘机的运行速度直接决定煤矿的开采效率，由于井下作业环境恶劣和很多不确定的因素，会遇到不同类型的岩层，针对坚硬或柔软的岩层采掘机所使用的功率也不相同，将变频机广泛应用于采掘设备中，可以通过采掘机的自动化切割技术，大大降低了功率损耗的问题，提升采掘机在复杂地质条件下的工作效率，弥补了传统采掘机能耗高的问题。

3.2在提升机方面的应用

煤矿中的提升机设备是煤矿开采人员在采煤过程中需要通过提升机到达工作地点，同时对材料和开采工具进行运输，是井下作业必不可少的设备，提升机在实际操作中停止和运行的较为频繁，提升机的运行速度与电机转速有很大的关系，工作时能源消耗量较大，而传统的提升机设备在实际操作中受次数的限制，提升次数过多会造成对提升机的磨损，降低设备的使用率且安全性能交叉，因此为提高提升机的安全运行，操作人员将变频技术引用到提升机中，实现不同荷载之间的运转速度，降低提升机电阻，提高设备的使用寿命和工作效率。

3.3在通风机中的应用

煤矿井下作业时，复杂多样的地质环境加上恶劣的空气质量，对煤矿的通风设计有很高的要求，通风设备主要是依靠通风机为煤矿作业人员提供安全的工作环境，煤矿工作人员在工作时必须要处于一个通风良好的环境，通风机的使用需要大量的电能，随着煤矿开采深度的不断增加，通风机的功率随着深度的增加而逐渐增大，对通风机的损耗越来越大，应用变频技术后，通风机实现软启动，能更好的延长设备的使用寿命也可以减少能耗，为深井中的作业人员解决通风问题。

3.4在皮带传送机方面的应用

皮带传送机主要是通过电机转动带动皮带运转，将皮带上的材料运输到目的地的过程，皮带机启动时需要大量的电流才能促进皮带运转，多数企业的皮带机采用液力祸合器来操作，开启时电流较大，对皮带造成老化和断裂，不利于设备的安全运行，将变频技术引入皮带机中，可以更好的实现皮带机的软启动，提高设备的稳定性和安全性，具有良好的经济效益。

4结束语

我国的煤矿开采之路还有很长一段要走，将变频技术广泛应用于煤矿机电设备中，加强对变频技术的培训，重视变频技术的实际应用，科学合理的使用机电设备，是促进企业可持续发展，降低能耗的重要保障，变频机的广泛应用不仅可以降低企业的能源消耗，还可以提高设备的利用率，促使企业的长久发展。

参考文献：

[1]王端焕.浅谈煤矿机电设备中变频技术的应用[J].中国高新技术企业,2012(07).

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中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-12-00-01

随着我国经济的不断发展，社会需要进一步进行开发建设。然而时代的不断进步，需要工业不断的发展，我国社会工业发展、经济发展都离不开能源的支持。众所周知，中国自古以来就是个地大物博的能源大国，煤炭资源更是丰富的蕴藏于我国山西省、内蒙古、新疆等各个省市。然而近年来，随着经济不断发展，社会对能源的需求量越来越大，而煤炭开采量却在逐年下降。这就使得煤炭企业不得不对煤炭开发过程进行技术改革，进行机械设备控制系统的升级来改善这一情况。

一、煤矿机械设备中的电气系统及其基本特点

（一）煤矿机械设备的电气系统基本组成

我国采用的煤矿机械目涵盖了探测、挖掘、开采、运输、安全检测等方面，有例如采煤机、掘进机、提升机、胶带运输机等自动化电气设备，其中，采煤机、掘进机、提升机、胶带运输机是煤矿机械设备中最基础的组成。

针对采煤机这一煤矿基础设备而言，在当前自动化水平已有了提高的情况下，采煤机这一设备的创新开发也成了企业研发的重点。当前采用的采煤机多数能够使用计算机进行网络操作，远程遥控，对器械的运行状态进行时时监控，确保设备正常使用。

与采煤机相同，掘进机采用了PLC主板作为控制中心，实现了各单元部位间的启动与停止，将生产中的各种相关逻辑、功能进行集中化管理。系统中添加的电子保护器通过对电流回路的实时监测实现了对电动机的保护，准确的判断电路的运行状态，最终将情况反馈至PLC进行统一分析，实现了电气自动化管理。

煤炭的运输是煤炭开采中最重要的一个环节，是矿山的咽喉，作为矿井与外界唯一的联系通道，提升机肩负着对煤炭、物料、工作人员的运输作用，不仅要有高度的工作效率，还要有极高的安全性确保万无一失。

胶带运输机以可编程逻辑控制器为核心，以工业监测、监视、控制软件作为用户界面，在主控中心可以实现多种连锁功能，遵循了“逆煤流起车、顺煤流停车”原则。

（二）煤矿机械设备电气系统的应用特点

自我国进行煤矿开采以来，传统的煤矿开采方式都是采用人工手段，机械参与作业也只是近几十年开始发展起来的。而在如此短短的几十年间，我国煤矿企业不断进行技术创新，对煤矿开采的机械设备进行了大量的技术革新，使得我国的煤矿机械设备不断趋于自动化水平。煤矿机械设备电气系统在应用过程中有着极大的优越性，首先，自动化水平能够很大的弥补人力工作带来的效率低下的缺陷，能够真正做到高效的进行煤矿开发，很大程度上提高了企业的经济效益。再者，电气控制对比传统的人力监管工作，具有极大的便捷度。由于电气系统在设计、工作过程中，采用了遥控、触控等大量的新型科学技术，能够对整个煤矿开采情况进行准确的监控，保证安全作业的同时，提供了极大的便利。

二、加强煤矿设备电气系统的管理

当前我国煤炭企业在煤炭开发、开采过程中遇到了许多技术问题，为了解决这一问题，进行了技术的革新和设备的更新改革。在进行了煤矿机械设备电气系统更新升级以后，更需要针对这一系统在使用过程中的实际情况。加强电气机械设备的管理工作不但能够为更好的煤炭开发工作提出帮助，更是保障安全的煤矿开采工作的基本条件。煤矿开采是一项极为复杂并且具有很强危险性的工作，因此，在此过程中需要采用的也是极为复杂的电气设备。加强煤矿机械设备电气系统的管理，需要做到以下几点：首先，将设备投入使用前必须充分了解设备安装特点以及需要的安装技术要求。另外，在机械设备的使用过程中，必须严格监管，对整个流程进行监控，保证所有电路使用一切正常，确保所有在线工作人员严格按照规章制度及操作规程进行规范作业。最后，必须定期进行设备系统的维护、检查，及时发现并处理安全隐患，杜绝一切事故发生的可能性。

三、矿用设备电器自动化发展前景

诚然，当前我国已经对天然气、煤层气等诸多新型能源展开研究开发，但是当前我国的工业生产对煤矿这一传统能源的需求依然十分大，并且随着科技的不断进步，煤矿企业开始追求更高效、安全、环保的进行煤矿开发技术，在这样的情况下，进行煤矿机械设备自动化的改革创新几乎是发展的必然。有需求就会有市场，当前我国煤矿企业对机械设备电气系统的需求不断提高的同时，随之而来的一定是我国煤矿机械设备的电气系统会有着更深远的良好发展前景。当前不少煤矿企业真正从社会发展、企业发展这一基本落脚点出发，对煤矿设备进行了技术创新，可以预见，在不远的将来，我国的煤矿机械设备电气系统在完全走向自动化水平的同时，也会不断向信息化、智能化的水平发展，进一步保证了煤矿生产的安全进行。

四、结语

煤炭企业作为社会经济发展的必需品，在我国当前乃至未来的很长一段时间内，都将是我国工业发展的重中之重。然而当前我国煤炭机械及其自动化还处于研究阶段，有许多功能技术有待进步。要想使煤炭事业更快速的发展，我们必须与国际接轨，掌握煤炭开采中的核心技术，才能真正在煤炭行业处于国际前沿，因为科学技术才是生产的第一要素。我们需要做的不仅是埋头苦干，合理利用现代化设施才能使我们的生活变得更美好。

参考文献：

[1]蔡依然.论电气化技术的应用前景分析[J].焦作大学学报，2009，08.

[2]林少白.提高煤炭生产的自动化技术研究[J].煤矿机电，2008，07.

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中图分类号：F426.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0064-01

矿山机电设备故障检修的诊断技术是一项基于信息技术、计算机技术和传感技术为一体的、以预防设备出现事故为的目的一个涉及多学科的综合技术。由于煤矿井下环境恶劣，机电设备自身性能缺陷，工作人员操作不当等因素影响，煤矿井下矿山机电设备容易出现相应的故障，对设备运行产生负面影响。因此，在检修过程中，我们应该根据故障类型，合理选择相应的检修技术，及时排除存在的故障，促进机电设备正常运行，进而提高整个煤矿生产作业效率。

一、矿山机电设备故障检修的诊断技术概述

矿山机电设备故障检修技术是通过相关技术对机电运行状况进行诊断和掌握，对机电设备工作性和安全可靠性进行检测，以及时找出存在于机电设备中的质量隐患，排除故障，促进机电设备正常运行。矿山机电设备故障检修的诊断技术主要包括两个方面的内容：一是对设备的运行状态进行检测；二是在发现异常情况后，对故障进行诊断和分析。故障诊断技术主要包括以下五项基本技术：1）构建数学模型。机电设备运行中会生成很多参数， 这些参数能够反映设备的运行是否正常，因此必须构建一个数学模型来准确反映设备运行状况与产生故障的各种参数间的相互关系。2）采集各种信号和参数。通过安装在设备上的各类传感器，可以准确地采集和测量反映设备状态的各种信号和参数，传感器所产生的各种信息将会传人计算机或者数据存储器。3）对采集的各种信息进行处理。现场采集得到的各种设备信息，并不能直接反映设备的运行状况，其中存在着无关信息，因此必须对采集的各种信息进行处理，变成人或机器能够读懂的有用信息。4）对处理后的信息进行分析和识别。通过对处理后的信息进行分析和识别，并与设备运行的标准参数进行比对，从而确定设备的状态和故障的类型，寻找故障发生的原因。5）预测。在对采集到的各类现场信息进行分析和识别后，对设备故障的发展和零部件的剩余寿命进行预测。

二、矿山机电设备故障检修的诊断技术

1.主观诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用其实际经验来对故障进行判断和检修，但是这种技术一般只能用于简单的故障，而且可靠性较低。主观诊断技术有以下几种方法：直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法。直觉经验法指维修人员凭感官和经验 通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因；参数测量法通过测得系统回路中所需点处工作参数，将其与系统工作正常值比较，即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位；逻辑分析法通过逻辑关系和故障的显性现象进行逻辑分析，从而找到发生故障的原因和部位；堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点，堵截观察系统压力和流量的变化，从而找出故障点的方法；故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图，系统故障事件画在故障树的顶端为顶事件，形成系统故障的基本事件画在故障树下为底事件，根据各元件部件的故障率数据，最终确定系统故障。

2.智能诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会模拟人脑的特征有效地获得、 传递、处理、分析、判断故障的信息，利用合理的数据处理和比对技术来将采集的信息与数据库中的特征值进行比较，从而完成故障的诊断。

3.数学模型诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用测量机电设备的特征参数 ， 然后进行分析和处理判断，分析特征值的改变从而判断故障的类型和位置。

4.仪器诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中， 维修人员会利用监测仪器来对机电设备的各个系统进行检测，从而判断故障的情况。

三、煤矿井下矿山机电设备故障检修技术的运用

故障检修技术满足机电设备故障检修需要，在实际工作中运用具有重要意义。同时也有着较为广泛的运用范围，能取得良好效果。

1.参数检测及分析

检测机电设备的温度、电流、电压等参数，及时掌握设备运行的基本情况。并根据这些检测参数，寻找机电设备故障可能发生的部位。找出症结所在，并采取措施及时排除故障。还可以利用点检仪、传感器等检测设备，采集机电设备运行状态的数据信息。然后通过分析这些数据和相关信息，进而实现对故障的有效判断。

2.通风机故障诊断

煤矿采矿一般在井下进行，但井下存在瓦斯，给采煤安全工作带来巨大危害。在煤矿开采过程中，一旦通风机出现故障，井下通风存在问题，会影响煤矿采矿正常的生产秩序，甚至造成巨大的安全生产事故。因此加强对通风机故障的检测与诊断，确保通风机正常运行和工作，对保证煤矿井下安全具有重要作用。进行通风机检测时，主要检测内容包括轴承座的温度、机身、流量、压差等参数指标，及时了解这些组成部分的参数指标，掌握通风机运行状态。同时还要利用检测显示单元来检测通风机的故障，对运行参数指标进行分析，判断通风机运行状态，确保其性能良好。对出现故障的部位，也应该及时采取措施处理，保证其性能良好，为煤矿安全生产创造良好的通风环境 。

3.采矿机故障诊断

主要检测内容包括变频器通信设备、工况故障检测装置、综合检测故障诊断装置等。在采矿机故障诊断系统的支持下，对机电设备运行状态进行检测和控制，掌握其运行状态和数据。然后分析系统运行状态，并将这些数据与采矿机正常运行状况参数情况进行对比分析，从而找出故障所在，及时诊断故障所在部位，分析成因，并采取措施处理和应对，从而保证采矿机正常运行。

4.异步电动机诊断

煤矿井下矿山机电设备是否正常运行，电流、电压、功率是十分重要的参数指标，同时也是判断异步电动机性能的主要指标。当这些参数出现异常时，则证明设备存在故障，不能正常运行和工作。事实上，在对异步电动机故障进行诊断时，一种重要的策略是信号处理、参数识别。在运用这些方法的基础上，再结合电流、电压、功率等指标，测试电流高次谐波、磁通等指标与参数，就可以准确判断故障的所在位置，分析故障成因，为采取措施处理故障提供依据，进而确保异步电动机正常运行和工作。

5.信息采集

故障诊断技术利用点检仪或传感器等多种仪器准确地采集信息，对矿山机电设备的实际运转状态和数据进行分析和处理。信息收集主要包括现场考察和性能检测。现场考察是对机电设备表面部位的观察和分析， 是现场分析采用的一般方法。例如：在矿山机电设备的实际工作中通过对发动机和电机发出的声响进行故障预测，观察轴承温度变化来进行机电设备故障的预判。如果发现有异常声响和异常物，油液的外泄等情况可能是设备的机械零件损坏。同时， 也可以应用其他的外部检测方法，如超声波探伤仪和着色渗透仪等检测仪器。

总之，设备故障诊断技术综合了多门学科的知识，是对矿山机电设备故障进行准确分析和判断的重要工具，但其在我国的起步较晚，在理论和技术上仍然存在一定的缺陷，需要依靠大家的共同努力才能不断得以完善。

参考文献

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中图分类号：U73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0256-01

一、煤矿千兆工业以太环网网络平台技术研究

煤矿要以千兆工业以太环网为基础，采用通信与控制领域的新技术，解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点，实现先进的、统一的自动化控制网络平台，使整个系统配置合理，信息共享，安全可靠，提高指挥效率和生产率；煤矿井下环境条件恶劣，尤其是信道的故障率最高，采用环网冗余技术，保证在0.3秒快速恢复，提高矿井自动化系统的可靠性。

操作员站通过环网接收各子系统主控装置上传的信息并发送控制命令；完成数据采集、传输、远程集中控制等功能，并通过WEB服务器、交换设备、各类接口组件、相关软件等与矿井局域网完成数据交换和信息共享，构成一个管控一体化的综合自动化系统。

二、煤矿主井运输系统自动化控制技术研究

煤矿的主运自动化控制系统要采用开放式、数字化、多点通讯的现场总线形式。矿井系统要对运输路线的设备实现地面监视监控、井下自动控制和现场就地控制外，还有现场编程等功能。实现胶带机的就地自动控制和远程自动控制两种控制方式。

运输监控系统要通过煤矿内部网络能够浏览皮带运行的各种参数；组态界面能够显示皮带运行过程中的各种参数；能够在监控中心以集控启动和煤位启动两种方式开皮带；能以正常停皮带和急停皮带两种方式停止皮带；组态界面能显示操作记录和报警历史和实时记录；实现皮带模拟量的历史趋势。

三、煤矿采区运输系统自动化控制系统技术研究

矿井工作面运输系统控制范围包括跟面皮带机、上拉皮带机、石门皮带机、入仓皮带机及给煤机。用皮带机运输控制及保护系统，采用PLC控制，可实现集中控制：自动、单机、维修三种运行方式。沿线设置拉线急停开关，拉动沿线急停开关拉线可实现紧急停车。实现快速插接、跑偏保护、堆煤保护、烟雾保护、速度保护、低速保护、打滑保护、断带保护、纵撕保护、温度保护、超温洒水、电机电流、电压检测。

四、煤矿信集闭自动化控制系统技术研究

信集闭控制系统基本功能：电动道岔的位置、列车进路、信号机显示三者之间要有严格的连锁和区间闭塞关系，即使在设备损坏、人为故障的情况下，也能确保安全，避免事故的发生。能实现进路自动控制、集中控制、程序控制，实现道岔位置、机车运行区域等信号显示多种功能，实现原煤列车在车场自动调车功能，具有车号显示和列车计数功能。线路区间信号灯为红绿灯，电动转辙机信号灯为黄绿灯，各石门通道口处设申请进入红绿灯信号，并由调度站控制。

使用信集闭控制系统，不需要再停车扳动道岔，可提高机车的运行速度，缩短运行时间，加快矿车周转，减少机车频繁停止、起动次数，同时减少机车频繁起动造成的机车损坏，降低机械故障率。

五、井下无人值守变电所系统技术研究

煤矿根据矿井自动化建设和安全生产需要，拟对井下车场配电所、各水平泵房配电所、中央配电所等进行自动化改造，采用自动控制以实现无人值守的目的。而井下无人值守变电所总体分为井下中央高压变电所和井下低压变电所，主要为井下各设备供电。

该系统通过组态界面能够显示井下无人值守变电所运行过程中的各种参数；能够在监控中心进行分、合闸操作；组态界面能显示操作记录和报警历史和实时记录；实现了井下无人值守变电所三相电流、三相电压等模拟量的历史趋势；实现双机热备。

六、矿井数字化图像监视系统技术研究

煤矿在工业电视系统改造中，打破了传统工业电视组网模式，采用总线方式进行视频信号的传输，可以对矿井生产及其它重要工作环节进行实时监视，在调度中心电视墙及大屏幕上定点或循环显示图像信息，显示监控系统的生产信息，对重要图像信息进行录像；同时，系统采用先进的图形处理与识别技术，实现关键地点的突水与火灾报警。该系统具有结构简单、节省投资和方便扩容等有点。

数字化视频监控系统作为安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，是综合安全生产监控系统的一个有效的补充。它的特点是直观性强，可以通过遥控摄像机及其辅助设备直观地监视整个矿区中各重要生产环节和设备，也可及时辅助发现皮带给煤点，转载点等地的堆煤故障，作为皮带运输保护系统的一种补充。在某些地点可实现无人值守，进而达到安全高效生产的目的。

七、矿井综合自动化集成系统技术研究

根据‘管控一体化”的思想，采用三层网络结构，并结合自动化、信息、计算机、网络、通讯的新理论和新技术，利用自动化产品、网络产品和工业控制软件、数据库软件，使矿井在“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节全面实现信息化，并将煤炭生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成统一、完整的有机整体，消除了信息孤岛。