機電一體化的應用分析與發(fā)展研究

【摘 要】科技進步將推動現(xiàn)代煤礦企業(yè)的快速發(fā)展，機電一體化技術的廣泛應用具有舉足輕重的作用，文章對我國煤礦機電一體化技術的在各類裝備上的應用進行了詳細的闡述。

【關鍵詞】機電技術；煤礦設備；應用分析

1、機電一體化技術在煤礦的應用

近年來，機電一體化技術已經(jīng)廣泛應用于煤礦行業(yè)中，機電一體化煤礦設備正被大量生產(chǎn)出來。比如，我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)以計算機技術為核心的全數(shù)字直流提升機和電牽引采煤機，并在市場上獲得了很高的占有率。此外，依靠生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)來運行的礦井供電裝置、膠帶輸送機、掘進機等也發(fā)揮了很好的效用。這些煤礦機電一體化設備具有信息化、自動化、智能化等特點，使用方便、快速、安全，有利于實現(xiàn)辦公自動化，使生產(chǎn)調(diào)度合理化，從而在煤礦生產(chǎn)各個系統(tǒng)和環(huán)節(jié)上都得到了很普遍的推廣應用，保證了煤礦生產(chǎn)的高度安全性、高收益和高效率。以下就簡要闡述機電一體化技術在生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)及提升機、采煤機、帶式輸送機等煤礦設備中的應用情況。

1.1在生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應用分析

保證礦井安全生產(chǎn)的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是機電一體化技術在煤礦生產(chǎn)中應用的最典型代表。我國對監(jiān)測監(jiān)控技術的應用起步比較晚，直到1980年，國家才開始大規(guī)模地引進國外先進煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術，并同時也對這項新技術的發(fā)展做了大量的考察工作，這在很大程度上推進了我國監(jiān)測監(jiān)控技術的迅速發(fā)展。根據(jù)我國煤礦生產(chǎn)的實際情況，科研人員對從國外先后引進的一大批先進的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進行了一系列的改裝，消化和吸收了先進技術的精華所在，最終研發(fā)出了符合我國實際生產(chǎn)需要的新的安全監(jiān)控系統(tǒng)。長期的實踐證明，這樣的新系統(tǒng)能夠在煤礦生產(chǎn)中有效運用，對煤礦行業(yè)的管理和安全生產(chǎn)可以發(fā)揮非常重要的作用。

從開始引進技術到自行研發(fā)新技術，可以說，20世紀90年代以來我國的煤礦生產(chǎn)監(jiān)控技術得到了很大的發(fā)展。我國緊跟國際監(jiān)控技術發(fā)展的整體趨勢，同時進行了大量研究，自行研發(fā)了一批具備國際先進水平的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，比如國內(nèi)一些煤炭研究院研制出的KJ90系統(tǒng)和KJ95系統(tǒng)等。這些生產(chǎn)監(jiān)控設備的特點主要有：①智能化程度不斷提高；②能夠跟互聯(lián)網(wǎng)進行連接；③系統(tǒng)的應用軟件統(tǒng)一使用Windows操作系統(tǒng)。

我國制定了煤礦安全的有關規(guī)定，要求各種不同規(guī)模的煤礦井都要在相關方針指導下安裝監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。因此，國內(nèi)生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的廠家越來越多，這不僅為煤礦的安全生產(chǎn)提供了有利條件和多項選擇，而且還可以通過廠家間的競爭來促進監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量和服務的進一步改善。

1.2在提升機中的應用分析

機電一體化技術主要應用于礦井提升機，它是一種交直流的提升機，采用全數(shù)字化的控制方法，具有極高的自動化水平。礦井提升機融合了電力電子、機械、自動控制、計算機4項技術，它是內(nèi)裝式的提升機，可以將驅(qū)動和滾筒合在一起，從而大大簡化機械生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)；而全數(shù)字化技術又可以大大提高它的可靠性，采用總線方式連接則簡化了電氣安裝程序；同時，礦井提升機的硬件配置比較簡單，可以互相兼容；在電阻方面，礦井提升機拋棄了舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子電阻，節(jié)約了消耗在電阻上的電能，同時選擇能量反饋單元，將原消耗在轉(zhuǎn)子電阻上的能量轉(zhuǎn)差功率全部回饋電網(wǎng)，節(jié)省了30%以上的電能。

目前，我國已成功地自行研制了某型全數(shù)字化礦井提升機，其核心部分是一個由雙CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng)，該提升機具有操作簡便、性能先進、準確可靠的特點。

1.3在采煤機中的應用分析

這里要介紹的機電一體化采煤機是電牽引式的采煤機，由于它具有很好的牽引特性，所以在煤礦行業(yè)中得到了廣泛的應用，而液壓牽引式采煤機則不具備這個特性。電牽引式采煤機在前進時可以有效提供牽引的力量，在下滑時還可以發(fā)電制動，所以十分適用于大傾角煤層。此外，這種型式的采煤機軸端裝有制動器，能夠在停機的時候防止機器下滑，因此，它不需要其他防滑裝置就可直接用于40°～50°傾角的煤層。電牽引式采煤機還有運行可靠、使用壽命長、維修量小、結(jié)構(gòu)簡單、效率高等特點。液壓牽引式采煤機采用的是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的方式，其轉(zhuǎn)換效率僅為65%～70%左右，而電牽引式采煤機通過一次電能到機械能的轉(zhuǎn)換，其效率就高達99%。

1.4在帶式輸送機中的應用分析

帶式輸送機是機電一體化技術應用于煤礦行業(yè)必須重點研究的設備，它具有輸送量大、連續(xù)長距離輸送、效率高、易于自動化、運行可靠等優(yōu)點，因此，近幾年來它已經(jīng)成為我國煤礦中重要的運輸設備。大多數(shù)帶式輸送機采用機電液一體化的可操控軟啟動裝置，這種裝置也是專為煤礦的皮帶運輸機而設計的。

我國研制的帶式輸送機一般是三點驅(qū)動，這樣就對輸送機的運送重量和單機的長度存在一定限制。另外，我國在啟動延遲、動態(tài)分析及在線監(jiān)控技術等方面的研究還處于起步階段?？偟膩碚f，我國在帶式輸送機的研制上和發(fā)達國家還存在著顯著差距，有很大的進步空間。

1.5在其他煤礦設備中的應用分析

機電一體化技術在其他煤礦設備中也有所應用。把計算機技術和液壓控制技術有機結(jié)合起來，可將液壓支架往電液控制的方向發(fā)展，實現(xiàn)自動移架或雙向鄰架，從而避免對支架和頂板產(chǎn)生沖擊?，F(xiàn)在，高壓開關柜已普遍采用真空開關，它具有使用壽命長、維護量小的特點；而高、低開關柜則普遍采用微機保護，它具備網(wǎng)絡功能，可以實現(xiàn)遠程遙測、遙控、遙調(diào)和遙信。在煤礦主扇方面，則采用變頻設備，它可以根據(jù)風量大小自動降低或提高頻率，使風量達到平衡，從而節(jié)省30%以上的電量，實現(xiàn)環(huán)保、高效、低能耗的目標。

2、結(jié)語

機電一體化技術是煤礦企業(yè)信息與科技的重要技術支撐，隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發(fā)展前景也將越來越寬闊。機電一體化煤礦設備能夠不斷提高我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力，還可以為實現(xiàn)高效、安全的煤礦工業(yè)生產(chǎn)打下扎實的基礎。

參考文獻

[1]王彥常.淺談煤炭機電一體化技術在我國的應用[J].價值工程，2010，29（3）

[2]張春利.機電一體化技術在煤礦生產(chǎn)中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2010（13）

[3]王洪波.機電一體化技術及其應用研究[J].中國集體經(jīng)濟，2007（6）

[4]劉加民.論煤礦機電技術中的一體化應用[J].機電信息，2010（24）