得益于我国科学技术的迅猛发展，煤炭开采领域朝着自动化、智能化的方向持续迈进。其中开采机械设备的有效应用，关乎到煤炭开采效率与规模的提升。但传统控制手段应用无法满足实际开采需求，对此可借助电气自动化技术来提升机械设备控制水平，继而为煤炭高效、安全开采提供技术支持。
一、电气自动化技术在煤炭开采中的作用
现阶段煤炭生产作业中电气自动化技术的应用较为常见，其主要作用表现为：一是实现设备的智能化控制。基于对传感器、PLC控制系统、变频调速技术等技术的集成应用，开采机械设备可支持自动监测、自动控制，提高设备智能化水平。如在开采期间借助传感器实时监测设备运行状态和环境参数，而PLC控制系统可以根据预设程序实现设备的自动控制，变频调速技术可以根据工况实时调整设备的运行速度，进一步提升提高设备的稳定性和效率[1]。二是提升生产效率。基于对自动化控制系统的有效应用，可做到对设备的连续运行、自动化生产线的有效组织和协调，以促进煤炭企业生产效率和生产能力的显著提升。同时，电气自动化技术可优化生产流程，减少人为干预，通过降低生产成本来达到效益增大创造的目的。三是提升开采安全性和可靠性。自动化控制系统的有效应用，可实现对设备运行状态的实时监测和控制，及时发现和处理设备故障，避免人为疏忽或操作失误导致安全事故频繁出现。另外，电气自动化技术可支持对设备进行远程监控和诊断，提高设备的可靠性和运行稳定性，并为井下连续性开采作业提供保障。
二、电气自动化技术在煤炭生产机械设备中的实践应用
（一）综采机自动控制系统
作为煤炭开采设备中的关键组成，综采机可借助自动化技术来实现安全、高效开采。基于对自动控制系统的合理构建，首先可实现对整个采煤过程的自动化管理。传感器实时感知综采机的工作状态、运行速度、采煤厚度等参数，并将数据反馈给控制系统[2]。控制系统根据预设的算法和逻辑，自动调节综采机的运行速度、采煤深度等参数，确保采煤过程的稳定、高效进行。其次，可借助自动控制系统实现对采煤工艺的智能化优化。基于对煤层性质、岩层情况等数据的分析，控制系统可以自动调整综采机的工作模式，以促进采煤效果的显著提升。如遇到煤层变厚、变硬等情况时，自动控制系统可调整综采机刀盘速度、转向角度，以促进采煤作业的连续性开展。最后，自动控制系统还具有故障诊断和预警功能，若发现设备存在异常，控制系统可及时发出警报并采取相应的措施，避免设备损坏或生产中断，进一步提高设备的生产效率。
（二）煤矿自动化排水系统
煤炭开采能否顺利进行，受到排水系统应用的直接影响，对此可借助电气自动化技术对排水情况进行实时监测，并通过数据全面传输来实现远程监控，并为排水指令的下达提供参考。以某煤炭企业为例，井下排水泵房配置1400KW的排水电机，水泵数量控制在13个，水仓容积约为5600m³，排水管路共4组，直径控制在425mm左右，每小时排水量约为4000m³。该泵房运行以PLC主站+集控操作台为主要模式，可在运行期间支持远程、自动、半自动操控，并依据排水需求进行不同控制模式的合理切换。控制系统构成涉及PLC主站、语音设备、传感器、控制箱、视频巡检等，PLC接入如图1所示。
图1排水系统PLC接入
基于对电气自动化技术的融合应用可保证水泵电机运行符合稳定可靠、启动时间短等要求，并支持各机组的独立运行，依据运行需求对机组进行随时随地检修管理。同时，可通过对电机运行参数信息的全面收集，帮助管理人员全面了解水泵运行状态，并为系统设备自检提供支持[3]。另外，水泵自动化控制系统的构建，可借助远程操控功能来实现“无人值守”，避免因人力配置不足影响到煤炭开采效率。
（三）输送机PLC控制
作为煤炭资源实现高效运输的关键设备，输送机中电气自动化技术的有效应用，可在有效提升运输效率的同时，为井下煤炭的安全运输提供保障。基于对PLC控制系统的有效构建，可通过传感器信号采集进行实时监测、处理，精确控制输送机的启停、速度调节、货物分拣等功能[4]。PLC控制系统可依据预设的逻辑和程序，自动调整输送带的运行速度和方向，确保物料的顺畅输送，提高生产效率。若开采期间输送机出现堵塞、过载等异常情况时，PLC控制系统可立即发出警报信号，并自动停止输送机的运行，避免设备损坏和事故发生，以智能化保护的形式来加强对设备和人员安全保障。此外，PLC控制系统还可支持与其他设备的联动控制。基于对PLC控制系统的集成应用，输送机可以与采煤机、支架等其他设备实现信息交互和协调，形成整个采煤系统的联动运行，以促进生产效率的显著提升。
（四）支架电气控制系统
井下开采能否安全、高效开展，受到支架设置的直接影响，得益于电气控制系统的应用，可通过支架自动化控制来保障井下安全开采。在实际开采作业期间，电气自动化技术的应用可支持对基于对支架工作状态、采煤工艺和煤层情况等参数的实时监测和分析，通过电气控制系统实现对支架运行的自动调节和控制，可视情况将传感器合理设置于支架各个部位，实时感知支架的运行状态、采煤参数、环境条件等数据。电气控制系统则对传感器采集的数据进行分析和处理，根据预设的算法和逻辑，判断支架的工作状态和采煤需求[5]。并根据数据分析的结果，电气控制系统向执行机构发送控制指令，调节支架的运行速度、工作力度、采煤深度等参数。通过对支架工作过程的智能化管理，在有效提高采煤的效率和质量的同时，减少人为操作误差的出现。另外，要想充分发挥出电气控制系统的功能与作用，需在系统构建时注意以下几点：（1）需结合对支架工作特点和要求的分析，合理选择传感器、执行机构和控制器，确保设备之间的协调运行。（2）科学设计电气控制系统架构，包括信号采集、数据处理、控制指令输出等功能模块，确保系统稳定可靠。（3）优化控制系统的算法和逻辑，提高系统的响应速度和精度，并要求相关人员积极开展系统调试和实验验证，以促进电气控制系统性能的不断优化。
结束语：
综上所述，电气自动化技术的有效应用可为煤炭生产机械设备可靠、高效运行提供保障。鉴于此，需在明确电气自动化技术作用的基础上，重视对煤炭开采综采机、排水系统、运输系统等与电气自动化技术的融合，在实现煤炭安全、高效开采的同时，为煤炭企业经济效益的增大创造提供技术支持。
参考文献：
[1] 马越豪,张文建,顾强,等.基于WaveMesh的煤矿井下无线应力在线监测系统[J].煤矿安全, 2020, 51(1):4.
[2] 童军,刘莉君,张倩,等.矿用组合开关保护系统设计[J].煤矿安全, 2019, 050(001):103-105,109.
[3] 孙飞.露天煤矿电气系统事故隐患成因及安全策略[J].露天采矿技术, 2022, 37(1):3.
[4] 张永华.高压变频器在带式输送机运输系统中的应用[J].露天采矿技术, 2022, 37(6):43-45.
[5] 逯亚东.内蒙古源源露天煤矿地面生产系统工艺布置[J].露天采矿技术, 2019, 34(3):3.
