煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计

煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计

王学超

陕煤集团陕北红柳林矿业公司陕西神木719300

摘要：煤矿井下开采工作是一项非常危险的工作。煤矿事故造成人力、物力资源损失的同时也暴露了我国煤矿井下综采工作存在的问题。开采技术程度低是造成煤矿井下开采事故多发的重要原因。近年来我国不断加大对煤矿产业的改革力度，使用先进的技术，减少煤矿井下综采工作的风险，建立现代化的煤矿井下综采工作平台将是未来煤炭企业发展的新思路。

关键词：煤矿行业；井下综采；机电设备；控制系统

机电设备是煤矿井下综采过程中必不可少的设备，也是影响开采技术的直接因素。适应现代化社会的发展同时降低井下煤矿开采事故的发生率要求煤炭企业必须进行改革。做好机电设备的集中控制系统是必不可少的内容。本文主要通过简单介绍机电设备集中控制系统和机电设备的重要性，为设计机电设备集中控制系统提供一些参考。

1煤矿井下综采工作面机电设备简介

所谓的机电设备就是指使用了机械、电子技术的设备，简称机电设备，生活中常见的机械设备就是机电设备的重要组成部分。人们又根据机电设备不同的用途，将它划分为不同种类的机电设备。例如，信息类机电设备。煤炭井下综采工作所包含的机电设备比较复杂。在现代化煤炭井下综采工作面已经实现了自动化生产的当下，随着自动化技术的不断普及，采煤工作面的破碎机、采煤机、带电输电机等设备的控制系统、工作面通信系统与监控系统都被接入工作面平台，共同发挥其作用。这些设备都是采煤工作平台不可缺少的重要设备，缺一不可。

2综采工作面机电设备集中控制系统的重要性

2.1设备自身的问题

在上文我们已经介绍了煤矿井下综采工作面可能用到的设备，可以发现煤矿井下综采工作工作面的设备非常复杂，操作不当就会直接影响设备的正常运行。其次，由于这些设备都实现了自动化管理，而且自动化管理下工作平台里的设备都是相互联系的，当一个设备出现问题自然也会影响到另一个设备的正常运行，再加上人为的忽视，没能及时发现设备存在的问题就会影响设备的正常工作，所以设计先进的机电系统非常必要。

2.2作业环境的影响

井下作业环境受到各种因素的影响，例如，设备的布局问题，工作人员观察设备的视野问题、潮湿环境对设备的影响问题等，这些都是影响设备正常运行的因素。尤其是井下的潮湿环境，对设备的损害特别大，而设备一旦受到影响就会直接影响生产，甚至是工作人员的生命安全。因此，设计综采工作面机电设备集中控制系统要综合多种因素。

3综采工作面机电设备集中控制系统的设计

综采工作机电设备集中控制系统的设计主要包括这样几个方面：第一，综采工作面的集中处理；第二，硬件设计；第三，控制箱的主回路板块的设计；第四，电路设计；第五，软件的检测设计。

3.1综采工作面的集中处理

我国煤炭行业机电设备使用最广的就是智能型组合开关。所谓的智能型组合开关，有两个层面的意思。第一，智能，所谓的智能主要是指自动化操作、自动化管理；第二，组合开关。由于综采工作面涉及多种设备，为了更好地对每一个设备进行管理，综采工作面必须使用组合开关。例如，采煤机、输送机等基础设备。但是，这一开关有其自身的缺陷——不能通讯、独立性。智能型组合开关第一个缺陷就是不能通讯。由于井下环境的复杂性，在开采煤炭的过程中人为必须进行仔细地观察，这一过程中通讯必不可少。因此，综采工作面的设计还需要独立设计一个监控系统，既要起到监视的目的，也要起到通讯的目的，这一监控系统还能有效解决智能型组合开关独立的缺陷。

3.2硬件设计

综采工作平面涉及多个设备，而设备的正常运行离不开硬件的支持，因此，保证硬件的设计也是设计过程中不可缺少的重要内容。综采工作面控制系统涉及到的硬件包括这样几个部分：控制箱、接收器、显示箱、传感器等。例如，为了保证综采平台监控系统的正常运行，传感器必须敏捷，控制箱要稳定，接受器和显示箱都必须发挥各自的作用。这一组合不仅可以稳定的运行，而且操作方便，可靠性高。因此，硬件的设计也应该是综采工作面机电设备设计过程中关注的重点内容。

3.3控制箱的主回路板块设计

控制箱在整个设备系统运行过程中发挥着核心作用。控制箱的主回路板块设计包括两个方面的内容：第一，控制箱自身的主回路设计；第二，控制箱与其他线路的接触信号设计。控制主回路最核心的设备就是中央控制器，中央控制器最大的作用就是联系各个分支模板，对其进行管理和控制。所以，中央控制器的设计尤其关键。在这一系统中，中央控制器与各分支控制器之间的关系是双向的，也就是说，这一过程中，中央控制器向分支模块发送指令，而分支模块要向中央控制器反馈信息。接触信号设计主要是对系统工作过程中对信号（电流量、电压等）进行监测，通过与标准的数据进行对比，进行信号的监测。例如，在检测电流的过程中，首先要对电流信号进行分析，再将信号传递给驱动执行机构进行再次分析，最后将具体的分析结果传送给中央控制器，通过中央控制器的运算，与标准数据进行对比。与标准不符合时通过信息的传递将具体的问题反馈给地面设备，反馈给地面的设备的同时生成新的处理方案。因此，两部分互相配合，可以有效规避风险。

3.4电路设计

电路设计也是必不可少的设计环节。控制电路的设计主要包括单片机、芯片、信号按钮和报警系统。单机片运行系统主要是指PIC分析系统，这一系统主要是对数据进行分析。首先，信号被输入控制器中，PIC分析系统开始对数据进行分析；然后，处理问题，最后将信息传递给开关，控制开关。总之，电路的设计包含两个目的：第一，信息传递；第二，信息的处理。

3.5软件的检测设计

软件的检测主要是对信息进行判断、控制、显示和传递，因此，软件的检测设计主要是对信息进行分析处理。信息判断的处理过程涉及这样几个部分：启动系统、初始化系统、数据接收发系统以及信息中断服务程序。，电源的启动系统开始工作，在达到预订值之后开始进行信息分析，对信息进行切换控制，当信息没有错误的时候系统正常工作，当系统检测出来信息存在问题的时候，整个系统就会开启保护判断。最后，结束信息的检测，也就是最后的信息中断服务程序。

4综采工作面机电设备集中控制系统设计应该注意的几点内容

4.1实地考察，从实际出发

由于每一个煤矿所面临的环境不一样，因此，在设计过之前要参考不同类型的材料，最好进行实地考察，结合煤矿的实际状况设计相应的方案。为了充分保证煤矿井下工作的安全性，设计一定要从实际出发，以安全性为目标。

4.2提高工作人员的操作能力

虽然井下综采工作面的机电设备大多已经实现了自动化，但是仍然离不开人工的控制。因此，在设计过程中也应该对相关的技术人员进行培训，让他们了解设备的运行程序，提高相应的监管力度。设计者可以向技术人员强调哪些环节是重点关注的环节，需要特别留心设计者所强调环节，做好设备的维护工作。

结束语

随着设备的不断更新，煤矿井下的工作环境将会得到改善。为了保证井下综采工作面机电设备运行的安全，加强管理是必不可少的环节。在机电设备的系统设计中加入自动化的元素改变了原有的生产模式，将机电面重新连成一个整体。这种集中化的控制大大提高了煤矿企业井下开采的效率，也大大提高了煤矿井下作业的安全。但是，还要做好设备的维护工作，要定时对设备进行检查，保证设备的正常运行。

参考文献：

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