我國煤礦機(jī)電一體化的發(fā)展

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如微電子、網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、智能模型以及生物工程等領(lǐng)域的快速發(fā)展，機(jī)電一體化變成為了一種可能，在礦業(yè)資源的開采利用中也彰顯出越來越重要的地位，成為煤礦工業(yè)中將高新技術(shù)融為一體的標(biāo)志。本文主要通過對機(jī)電一體化的特點(diǎn)進(jìn)行一定的分析的基礎(chǔ)上，對機(jī)電一體化的發(fā)展提出新的思路，從而使其更好地為煤炭生產(chǎn)提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 監(jiān)控系統(tǒng) 發(fā)展

0 引言

機(jī)電一體化技術(shù)包括基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)、與計算機(jī)相關(guān)的信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)等這些在21世紀(jì)科技發(fā)展中的熱門技術(shù)。我國的一些大型煤礦企業(yè)中，有的已經(jīng)利用機(jī)電一體化技術(shù)對煤炭各個系統(tǒng)進(jìn)行了改造和研發(fā)，且都取得了顯著的成效，使機(jī)電一體化技術(shù)得以成功應(yīng)用，讓許多煤炭企業(yè)認(rèn)識到了，發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品，對煤礦企業(yè)來說，是提高效能和安全性能、實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新的重要途徑。在我國礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工藝是否先進(jìn)對整個礦井的生產(chǎn)能力都會產(chǎn)生重大的影響。因此，對于我們國內(nèi)的礦井來說，要盡量選用先進(jìn)設(shè)備，從而提高整個礦井的生產(chǎn)效能，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國控制自動化技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦機(jī)電一體化在礦上的應(yīng)用日益增多。而煤礦行業(yè)是高危行業(yè)，因此提高煤礦的機(jī)電設(shè)備的安全性能和自動化程度，從而實(shí)現(xiàn)用人最大程度的減少，為實(shí)現(xiàn)礦井長治久安提供了保證，因此煤礦機(jī)電的自動化能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)安全高效，促進(jìn)煤炭企業(yè)又好又快發(fā)展。

1 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在礦井中應(yīng)用情況

1.1 煤礦一體化在提升運(yùn)輸中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)過程中，鑒于實(shí)現(xiàn)煤礦高效生產(chǎn)的需要，對煤礦機(jī)械化開采提出了很高的發(fā)展要求，因此對各個煤區(qū)井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)都提出了很高的要求。近年來一些國外采煤技術(shù)相對先進(jìn)的國家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是在使用皮帶運(yùn)輸機(jī)，這種機(jī)械所采用的驅(qū)動方式主要是直流式交流變頻驅(qū)動裝置，而且主要以電力電子器件作為核心部件，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)展要求。在德國、波蘭等國家，在提高煤礦提升系統(tǒng)方面，高性能、高可靠性的磁阻電機(jī)也得到了大量范圍應(yīng)用。同時，德國也研發(fā)成功了內(nèi)裝式交變頻調(diào)速提升機(jī)，其機(jī)電一體化技術(shù)是把電機(jī)和滾筒兩者結(jié)合為一個整體，這樣兩個或者兩個以上部件的融合的技術(shù)，不管是在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，還是在電氣控制系統(tǒng)方面都將處于世界領(lǐng)先地位。

目前，我國大多數(shù)煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)了局部的皮帶化運(yùn)輸，在大巷中也普遍地運(yùn)用到強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞健Ｅc此同時，隨著計算機(jī)控制系統(tǒng)迅速發(fā)展，使自身具備及時發(fā)現(xiàn)故障、診斷故障、實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)等功能，如在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)及斷帶等故障，同時在功能上還不是很全面，在使用上還不能達(dá)到一些功效，但是對于機(jī)電一體化剛剛興起的產(chǎn)業(yè)來說，對于當(dāng)時來說，這已經(jīng)是一個非常不錯的開始。近年，我國擁有的直徑在兩米以上的提升機(jī)大概1800多臺，這中間90%以上的是交流提升機(jī)，而且這些提升機(jī)所采用的都是轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻，從而實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，其絕大多數(shù)電控系統(tǒng)部分仍采用繼電器，即接觸器系統(tǒng)，只有其中較小的部分運(yùn)用可以的是控制型的編程器。直流提升機(jī)大多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動的，雖然其中有一部分為可以控制的硅供電系統(tǒng)，但其也都是模擬量的控制形式?？删幊炭刂破魇褂闷饋硐鄬Χ暂^簡單，程序設(shè)計相對來說也較容易，不需要過于復(fù)雜的輸入輸出接口裝置等程序，同時它對外界的干擾也是具有很強(qiáng)抵抗能力的，因此，即使處于比較惡劣的環(huán)境下也能進(jìn)行較長時間的工作。

1.2 實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤

上個世紀(jì)70年代時，我國第一個綜合機(jī)械化采煤工作面誕生了，這是我國自主設(shè)計、制造并且裝配的。其在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)，一直到80年代末，該技術(shù)在我國煤礦企業(yè)中的運(yùn)用，是我國的煤礦綜合機(jī)械化采煤成果中的重大的突破，因?yàn)樗苿恿宋覈旱V開采自動化的發(fā)展進(jìn)程，與此同時，采煤機(jī)也由液壓牽引漸漸地發(fā)展為用電來實(shí)現(xiàn)牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸發(fā)展為由計算機(jī)來操作，在此實(shí)現(xiàn)了以計算機(jī)為核心，采用電液控制，實(shí)現(xiàn)了移架自動化較快速的發(fā)展。與此同時，對工作面刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)用微機(jī)監(jiān)控裝置，通過計算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化控制。這是機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中成功有效的應(yīng)用典范，使各種設(shè)備正趨向于協(xié)調(diào)性發(fā)展，提高了設(shè)備的可靠性，為煤炭企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，從而實(shí)現(xiàn)了礦井的安全、高效生產(chǎn)。

1.3 提升礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

我國大多數(shù)煤礦都使用監(jiān)控系統(tǒng)，但從實(shí)際效果上來看，還是存在著一些缺陷的，它的主要問題在于傳感器性能的不能全面的滿足實(shí)際的需求，在使用過程中，一是穩(wěn)定性相對較差，二是它的使用壽命不是很長，一些企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在這方面投入了大量的人力、物力、財力，對其中許多的關(guān)鍵技術(shù)也進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，但從現(xiàn)場的使用效果來看，與預(yù)期的效果還是有一定的差距。因此各個礦區(qū)對這個的使用很少。對國外而言，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟、硬件技術(shù)發(fā)展速度很快，計算機(jī)的運(yùn)行速度和使用質(zhì)量也在不斷地提高中，傳輸方式也有所改變，從同軸電纜傳輸方式發(fā)展到光纜傳輸方式，信息媒體也逐漸由字符發(fā)展到聲像，相對的促進(jìn)了煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，使他們的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)普遍運(yùn)用在監(jiān)控系統(tǒng)上，實(shí)際效果也非常的好。隨著一些高校、科研所和企業(yè)加大了對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)，使得我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)即將成為機(jī)電一體化在煤礦應(yīng)用方面發(fā)展前景最快、最好的產(chǎn)品。

2 我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)引發(fā)的思考

自進(jìn)入上個世紀(jì)80年代后，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展不僅取得了突破性進(jìn)展，而且機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的各個環(huán)節(jié)也都因此得到了廣泛地應(yīng)用，但相對于煤礦生產(chǎn)較為先進(jìn)的國家來說，我國的機(jī)電一體化技術(shù)還是比較落后的。因此，要使我國煤炭行業(yè)快速地發(fā)展，就要大力促使我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到或者接近于世界先進(jìn)技術(shù)水平，要達(dá)到這一目的，要求我們必須熟練掌握信息時代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)，熟練運(yùn)用相關(guān)科學(xué)技術(shù)。

主要可以從以下的幾個方面入手：①通過提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的程度，來達(dá)到對產(chǎn)品的性能和效能的提高；②由于計算機(jī)具有超強(qiáng)的運(yùn)算和存貯能力，我們可以把計算機(jī)作為機(jī)電一體化的核心裝置，并且其又有著體積和功耗小等特點(diǎn)，因此它對于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品來說更加的適合，因此我們在設(shè)計煤礦機(jī)電一體化時，應(yīng)盡量地選用功能強(qiáng)大的計算機(jī)，像：嵌入式計算機(jī)，可更好的保證產(chǎn)品工作的可靠性；③實(shí)現(xiàn)新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品具有較強(qiáng)的通信功能，同樣，應(yīng)當(dāng)選擇開放性和可靠性相對較高的通信模塊，更好的實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)連接通信控制；④提高煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品智能化的發(fā)展水平，可以使產(chǎn)品能準(zhǔn)確地判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，從而可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動適應(yīng)環(huán)境以及最佳的狀態(tài)工作的能力，達(dá)到較快速度的對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析的目的，迅速查檢指出所出故障原因，及時對原因進(jìn)行分析后，從而使故障得以排除；⑤應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對礦用傳感器的研究和開發(fā)，主要從提高傳感器的可靠性和使用壽命的長短兩方面入手，同時推進(jìn)傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化、多維化，使傳感器能夠在任何工作環(huán)境下均可進(jìn)行信號的測量，同時能夠準(zhǔn)確保證所測量的數(shù)據(jù)的精確度，使自身具有自行校正、自行診斷、狀態(tài)識別與實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)等功能；⑥我們應(yīng)當(dāng)時刻關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，把一些高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品中，從而進(jìn)一步運(yùn)用到煤礦的生產(chǎn)工作中，促進(jìn)了煤礦開采的現(xiàn)代化和煤礦自動化生產(chǎn)的進(jìn)程。

3 結(jié)束語

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)，不僅支撐著煤礦企業(yè)信息化的建設(shè)，而且使煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面得到了廣泛地應(yīng)用和推廣，使我國煤礦生產(chǎn)能力得到了質(zhì)的提升。同樣，為實(shí)現(xiàn)我國煤礦的安全、高效、潔凈、現(xiàn)代化的發(fā)展，以及我國煤炭高科技工業(yè)生產(chǎn)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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