煤矿机电设备的安装与使用管理

王华堂

摘 要：随着科学技术的发展，新型机电开采设备的开发和应用越来越广泛，在煤炭开采环节使用机电设备不仅能够提升开采工作的整体效能，而且在具有较大开采作业难度的区域，机电设备还可以代替人工操作，直接降低了人员开采作业的风险。机电设备功效的发挥要以安装和使用的规范性操作作为基本实现条件，煤矿开采企业要想进一步提高开采作业效能，将机电设备的功效发挥到最大化，就必须重视对煤矿机电设备的安装和使用的科学管理，以此保障机电设备的正常运转，为企业创造更大的经济效益。文章对各项主要的煤矿机电设备的安装与使用管理进行了详细的介绍，以供煤矿机电管理人员参考。

关键词：煤矿机电设备；变频器；线路管理

社会经济的高速发展使得各行各业对于煤炭资源的需求量不断攀升，煤炭作为我国主要的能源来源之一，在工业生产中充当着十分重要的角色。提高煤炭资源的回收率，提高煤矿企业的效益，需要煤炭开采机电设备作为强有力的后盾支持。煤矿机电设备的安装包含多项内容，且每一项设备的安装都有各自的操作技术难点和注意事项，因此，需要加大对设备安装的综合管理水平，以确保设备安装的质量。机电设备的使用过程也要遵循基本的操作规范和技术流程，一旦出现违规操作现象，将会对设备造成不良的影响，进而延误整个煤矿开采进度。

1 机电设备管理的重要性和主要存在的管理问题分析

煤矿开采作业环境恶劣，井下情况复杂多变导致其在开采过程中具有较高的危险性，对开采人员来说也具有相当大的挑战，在开采作业中使用机电设备将有效解决这一问题，提升开采作业的安全性，为此，企业应该在煤炭开采过程中重视对机电设备的安装与使用管理，保障开采作业的有序进行。

目前，在我国煤炭开采行业主要存在如下问题制约着该行业的发展。首先，煤矿企业管理者对于机电设备的安装使用的管理意识不强，设备存在不同程度的老化和年久失修的状况，一些设备缺乏定期的检修和保养，还有一些设备超负荷带病运转，与此同时，企业管理者对于设备更换和维修资金的投入量不足，使得设备无法实现安全高效运行，一旦设备完全停运，将给企业带来巨额的经济损失。其次，我国煤矿开采企业的管理者多数还停留在传统的管理理念层面，对煤矿机电设备实行粗放式管理，在企业内部不重视设备的统一安装，使用和管理，而且还存在多种类多品牌设备混合使用的问题，不仅使开采作业缺乏统一性，也不利于设备的使用和管理，因此，企业要想提高设备管理的规范化和统一化，就要在企业内部构建完善的机电设备管理体系，完成标准化管理体系建设。再次，机电设备的安装和使用需要根据设备的型号和种类来区别对待，不能将大型设备和小型设备的安装或使用混为一谈。而在实际开采作业中，设备安装和使用者往往缺乏专业的技术知识，在设备安装时不能按照正确的流程操作，在使用时对设备的操作也缺乏科学性，致使机电设备的使用效能大大降低，甚至还会对设备造成严重损坏，这一点是煤矿开采企业管理人员所要重点管理的范畴。

2 常见的变频器干扰源分析

对于煤矿机电设备来说，变频器是主要的设备部件，变频器可以将电网系统中的交流电先转化为直流电，再通过电流的内部转换，使其变成符合煤矿开采设备使用条件的交流电，为电动机提供电能。在煤炭开采过程中，变频器的使用较为广泛，几乎所有煤矿的机电设备都会使用到变频器，在变频器使用过程中，经常会受到外部干扰源的干扰，对变频设备造成损坏，影响电动机的正常运转。常见的变频干扰源主要有如下几种：

2.1 整流桥

整流桥有全桥、半桥之分，均是通过二极管或晶闸管来构建成整流电路，在高压状态下可维持线路电流的稳定传输。而变频器的整流桥是一种非线性负载，非线性负载处于电网中时会造成谐波，并对控制系统内的其他电子、电气设备造成很强的干扰，如：信号无法正常接收会影响到操控指令的执行。

2.2 谐波

谐波是电力控制系统的常见危害，其能够破坏整个电网线路的正常运行，造成线路信号传递受阻。变频器谐波造成的干扰来源于脉冲宽度调制技术的使用，这种工作模式会遇到高速切换的状态，从而产生过多耦合性噪声，当噪声超过标准范围后，对变频器的调频信号是很大的干扰因素。

2.3 电网噪声

电网自身的噪声也会成为变频器干扰来源。从根本上来说，电网噪声同样是由于谐波引起。电网控制系统连接了多样电力设备，如：整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备等，设备运行负荷超载时易导致电压、电流突变，对电网设备的稳定性带来信号干扰，破坏了变频器的信号传输。

2.4 供电电源

供电电源是变频器日常运作的基本要素，若电源部分受到外在因素干扰也会带来电磁干扰现象。如：供电装置在持续供电时遇到交流电网，经过30s左右的时间则会有电磁干扰出现。此外，供电电源的过压、欠压、断电等问题也是变频器干扰的来源之一，对变频器的变频操作造成不便。

3 变频器抗干扰的管理措施

社会经济的高速发展，煤矿企业在电网建设中使用变频器之后，必须要对电磁干扰问题进行及时处理，以保证煤矿企业生产设备的顺利运转。结合变频器电磁干扰产生的主要来源及干扰途径，在电网建设或改造中采取的抗电磁干扰措施要围绕谐波、噪声、电源等重点因素展开。笔者根据自身工作经验，制定了以下几点抗电磁干扰的措施。

3.1 滤波

变频器是利用调整电动机工作电源的频率对交流电动机的转速进行控制的设备，在电源频率传输阶段会出现异常谐波而引起干扰。对变频信号传输过程中设置过滤环节可提前检测异常问题并消除滤波，以避免变频器受到电磁干扰的破坏。

3.2 隔离

隔离是为了将变频器的电磁干扰与其他线路进行隔离，以免对正常煤矿电器设备造成异常干扰和损坏。一般情况下，变频器的干扰隔离处理是在电路上完成的。如：利用电子仪器检测发现异常后，可对电路及时改造调整，把干扰源与其他线路分隔开。隔离干扰源的主要方法是利用电源隔离变压器或噪声隔离变频器。endprint

3.3 屏蔽

直接对电磁干扰来源进行屏蔽处理，这是减小变频器受损的最佳方案。从变频器的结构形式分析，屏蔽电磁干扰的关键在于对信号线路的调整。通常变频器产品结构里配备了铁壳屏蔽措施，但在线路上还存在不足。如：对于输出线路的干扰屏蔽，应减小信号线路的长度，同时信号线要使用双芯屏蔽，从而增强了控制系统设备的抗干扰性能。

3.4 接地

接地常用于噪声引起的电磁干扰，对电网早期接地线路调整即可发挥这一作用。通常变频器的接地采用多点接地、一点接地、母线接地等方式。设计人员在选择接地方式时要根据控制系统的实际要求，利用良好的接地来控制噪声的耦合，经过改造之后变频器抗干扰 性能会得到明显的改善。

3.5 安装

变频器的安装环境和运行条件对其性能发挥及寿命有较大的影响。变频器的可靠性在很大程度上取决于温度，由于变频器的错误或不合适的固定方式，会使变频器产生温升，从而使周围温度升高，这可能导致变频器出现故障或损坏等意外事故。另外由于煤矿使用的变频器大多数是处在井下恶劣的生产环境当中，灰尘污垢将导致触点产生误动作故障，由于灰尘污垢的积聚引起绝缘性能降低，湿气的吸收导致冷却效果的降低，因此需安装在防灰尘、污垢的配电柜当中。由于变频器不是防爆结构的设备，因此，在井下使用时必须安装在防爆配电柜当中。

4 重视日常设备使用管理工作

煤矿生产效益的好坏离不开人员管理因素，将现场机电设备的管理工作落实到位是企业管理者的责任。机电设备能够维持正常运转状态从很大程度上要归因于日常机电设备的管理和维护，只有在各项开采作业环节中将机电设备管理工作落到实处，才能发挥机电设备的最大功效。在机电设备管理中，要实行人员和部门负责制的管理方法，对设备使用的全流程进行管理监控，同时还要结合设备操作要求对设备管理人员以及操作人员进行培训和管理，提升各类人员操作和管理设备的技能水平。

4.1 定岗定员、优化管理，确保矿井安全

煤矿实际工作中，对各个工作面的生产、运输巷道的机电设备按单台设备、系统、机组为单位，由各生产区（队）根据工作任务量、设备运行距离、运行责任大小等划分责任区，分解到各个班组和个人，实行班组或个人包机制。

4.2 定期维护，做到日检修，确保设备的运行质量

设备的优化维护，可以缓减设备零部件的磨损，减少维修工作量。在煤矿日常生产中，由于不确定因素诸多，导致机电设备的运行强度大，所以在维护保养时首先要注意工艺化，根据设备特点，研究从哪个部位开始，并将检查部位和项目编出序号，制订出一套完整固定的检查程序。

4.3 建立健全各种规章制度

制度是一种约束机制，是指导职工如何开展工作的尺度，只有制度完善、管理到位、责任到位，才能保障机电设备的正常运转。而安全生产责任制是企业最基本的一项安全制度，是企业所有安全生产管理制度的核心。因此，为贯彻落实安全生产方针，必须严格落实生产责任制、工种岗位责任制、事故责任追究制等，实行安全工作人人管理，让每个人、每个部门、每个单位都要负起职责范围内的安全工作。

5 机电设备线路的自动化管理

近年来我国对配电网系统进行了大范围的改造，分段器凭借其优越的故障处理功能得到了广泛的运用，大大促进了配电网系统的自动化水平。分段器在煤矿机电设备运行期间可以自动监测异常信号，故障发生后可快速转移、隔离，以免对机电设备造成损坏。馈电线路自动化是煤矿设备线路改造的新模式，分段器的运用对煤矿机电设备线路段的自动化管理有着重要的作用。

5.1 监测异常

馈电线路在传输信号时会受到外界因素的干扰，导致线路传输流程受到阻碍，情况严重时会影响配电网系统的运行效率。如：配电网通信设备在接收信号时，常会由于线路稳定性不强而造成信号减弱。分段器用于配电网馈电线路自动化之后，其能够在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。对于永久性故障问题，分段器能在故障时自动切断线路，有效隔离故障后保护系统的正常运行。

5.2 记录故障

对常见的馈电线路自动化故障，分段器也具备了较好的记录功能，通过对异常信号的记录收取，为相似故障的处理提供了可靠的依据。如：当分段器对某一故障未能彻底结束分合操作时，馈电线路故障会被其他保护装置隔断，而分段器依旧处于原先的整定状态。分段器对这一故障流程的记录，能为后期故障提供详细地处理进行指导。对于故障处理中的数据及信号，分段器也能准确地进行判别。

5.3 自动分闸

自动分闸对馈电线路自动化故障具备检测、定位、转移等多项功能，主要是为了将馈电线路故障进行及时断开，避免对其他设备造成不利的影响。自馈电线路自动化模式在配电网系统广泛运用后，各种设备之间的协作运行效率更高，一旦某一个设备出现故障则会影响到其他设备的性能发挥。分段器自动分闸功能可以对故障进行快速定位，给故障维修人员的处理提供了可靠的依据。

6 结束语

对煤矿开采机电设备的安装和使用，实行有效的管理措施是保障设备正常运转的关键。但新型机电设备的开发和使用给企业管理者带来了不小的挑战，如果采取行之有效的使用管理措施，也会提高企业开采的安全性，实现了高效开采的目标，为企业创造了客观的经济效益。因此，企业管理者要不断更新传统的管理理念，加大对机电设备的综合管理力度，为井下开采人员创造一个有利的作业环境，确保开采作业的安全性。

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