煤矿机电设备变频技术应用

煤矿机电设备变频技术应用

张国庆

鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司   内蒙古自治区   鄂尔多斯市   010323

摘要：进入21世纪以来，中国的科技水平有了很大的提高，煤矿生产越来越机械化、变频、智能化，不仅煤矿的生产效率和质量有了很大的提高，煤矿安全事故的发生率也得到了有效的降低。确保施工人员的安全，为煤矿企业的长期稳定发展奠定良好的基础。在实际开采过程中，煤矿会使用到各种类型和型号的机电设备，这些设备的运行效率和状态直接影响到煤矿开采的效率和安全。因此，煤矿企业将变频技术应用于煤矿开采过程中。通过变频技术的应用，可以很好地控制矿山机电设备，通过监控系统可以调节机电设备的运行速度，可以及时发现可能存在的安全隐患，通过变频技术可以及时停止设备的运行，方便专业人员进行维护。因此，煤矿企业需要根据实际情况优化和提高煤矿机电设备变频技术，更好地推动煤矿的发展。

关键词：煤矿；机电设备；变频技术；应用

引言

目前，我国煤炭开采已基本实现机械化，煤矿生产的效率和安全性有了很大提高。值得注意的是，煤矿企业属于高能耗企业，随着“双碳”的提出，煤矿企业面临着更加严峻的挑战。在这种情况下，煤矿企业必须进行节能增效。因此，节能技术必须应用于煤矿开采。变频技术是一项重要的节能技术，在煤矿开采中得到了广泛的应用。本文围绕变频技术的原理和优势展开，分析了煤矿机电设备中变频技术应用的必要性。

1.变频技术的概念

由于现代电子信息技术的发展和高效应用，世界上仍然存在着严重的电能短缺问题。变频技术是一种将直流电转换成不同频率的交流电的转换技术，在交流电机的无级变速工作流程中完成最有效的控制任务，从而减少了大量的附加功率损耗。从实际运行的研究来看，变频技术得到了较为广泛的应用。为了促进经济的可持续发展，建立节约型、环境友好型社会，需要在矿区开发、电力工程建设等方面运用变频技术，提高机电设备的运行效率，从而提高生产工作的效率。在当前变频技术运用的过程中，可以通过负载转换完成自身的转换工作，进而使电动机的使用效能提高，以实现能源消耗的减少[1]。

2.煤矿机电设备中应用变频技术的优势

与传统的机电设备相比，变频机电设备具有操作简单的优点。将检测技术和电机控制技术集成到自动控制中，可以大大提高设备控制的灵敏度。您只需了解设备中多个按钮的不同功能，即可对设备进行操作。同时，一些先进的机电设备都有自己的自动识别仪器，通过自动识别仪器可以及时了解设备的运行参数，从而可以根据实际情况进行调整[1]。在正常情况下，自动机电设备中会安装报警装置和故障诊断装置，使安全风险系数降到最低，从而有效地保证机电设备运行的安全、稳定、可靠。如果机电设备出现故障，变频技术装置会及时检测并发出信号和动作指示，使工作人员能及时调整设备。操作人员在收到设备发出的报警信号后，第一时间进行维护检修，避免设备故障造成安全事故，避免给煤矿企业造成经济损失。

3.变频节能技术的应用

3.1 变频技术在煤矿监测系统中的应用

煤炭资源的开采具有一定的风险，开采过程中存在许多不确定因素，因此对煤矿生产过程进行动态监测是非常重要的。目前，大多数煤矿都建立了较为完善的监控体系，但实际上还存在一些不足。煤矿企业逐渐意识到监控系统与变频技术可以有效结合，从而充分发挥系统的最大优势，主要体现在以下几个方面。1)将地理信息技术融入监测系统，实时关注煤炭生产过程，有利于提高监测效果，保证生产的顺利进行。2)根据矿区的地质条件生成施工人员的动态图像，显示施工人员的具体工作状态，优化人员配置，监控作业人员的安全。3)有利于管理效果的提高。采用变频人员定位系统，促进操作人员规范行为，严格按照要求工作。4)如果发生突发状况，可利用定位系统确定人数和位置，及时展开救援工作，为救援提供一定的指导，降低人员伤亡的可能性。因此，变频技术的应用有助于煤矿企业实现健康长远发展。

3.2变频技术在采煤机中的应用

在煤矿开采过程中，采煤机是重要的设备之一。变频技术在采煤机中的应用，可以大大提高采煤效率。采煤机的变频主要体现在两个方面。1)采煤机采煤高度可根据煤层厚度自动调节。一般情况下，在采煤机中安装煤层厚度传感器，可以实时、动态地掌握煤层厚度，有效地控制采煤机的采煤高度。这样既能有效减少煤炭资源的浪费，又能降低采煤机齿的磨损程度。2)可远程控制。随着采煤深度的增加，矿井压力增大，发生动力灾害的可能性增大，远程作业可以降低生产安全风险[2]。

3.3变频技术在煤矿空压机上的应用

（1）工频旁路回路的设计。变频变换设计单独的变频回路，保留原有工频工作回路，使两套主电路和控制电路互不影响。逆变器维修或停机后，原工频工作电路继续运行，既提高了空压机的可靠性，又便于控制程序的编写。旁路柜必须与上层高压空开互锁。当断路器闭合时，不要操作旁路隔离开关或变频输出隔离开关，以防止电弧拉起，确保操作人员和设备的安全。(2)空压机启动信号变换。通过在原空压机关闭信号回路中增加一个时间继电器来启动空压机，这个时间继电器的设定时间大于变频器的启动时间，即使变频器在空压机卸载时启动，防止空压机的启动负荷使变频器的保护装置跳闸。（3）气压反馈回路的改造。对气压反馈管上的压力反馈装置进行改造时，压力传感器应尽量安装在靠近空压机的位置，空压机与压力传感器之间禁止安装过滤器或阀门，因为当过滤器堵塞或阀门关闭后，压力传感器所接收的压力仍为储气罐内的压力，空压机持续对堵塞的管路进行加压，将会导致管路爆炸。

3.4煤矿带式输送机节能控制系统的应用

基本工作原理：待输送的煤料装载在胶带上，由电机提供的动力经传动系统送入驱动滚筒。由于胶带具有合适的张力，滚筒的驱动力矩可以通过摩擦带动胶带做圆周运动和往复运动，从而实现物料在胶带上的直线输送。皮带与滚筒之间的摩擦系数及其包线角是衡量带式输送机输送能力的重要指标。以上指标可在实际操作中进行调整，以适应不同的工况。普通带式输送机在正常运行过程中运行速度始终是恒定的，不能根据实际需要调整运行速度，使输送能力与运行速度相匹配，达到节能降耗的效果。但是在现代化煤矿中，煤矿开采效率更高、输送量更大、运行速度更快，以恒定速度运行暴露出的问题越来越严重。利用现代化的先进的变频调速技术可以很好地解决该问题。

3.5井下水泵

由于井下工作环境的复杂性，利用井下泵可以有效地调节流量。在使用地下泵站时，通常需要结合实际情况对管网阀门进行调节，以保证泵工作转速的稳定，增强泵流量的有效控制效果和调节效果，使泵处于稳定的运行状态。如果在泵流量的控制过程中，仅仅通过调节管网的阀门，就会导致泵输出功率的大量浪费，形成资源消耗问题。矿山企业将变频节能技术应用到井下泵设备的使用中，可以利用变频节能技术的功能形成电流调节，有效控制井下使用，增强泵流量的控制效果[3]。

结束语

变频技术作为一种先进的技术，在煤矿机电设备的应用中具有很大的优势。变频技术应用后，不仅可以实现设备的节能运行，还可以提高设备运行的稳定性。因此，变频技术在煤矿生产中具有广阔的应用前景。结合变频技术在煤矿通风机上的应用实例，发现变频技术可以为煤矿企业创造显著的经济价值。

参考文献：

［1］张洪革．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］．建材与装饰，2017(15):188-189．

［2］杨新宜．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］．能源与节能，2017(02):166-167．

［３］王大雷．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［Ｊ］．硅谷，２０１４，（１）：１０４．