淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

丁小明

【摘 要】隨著能源的短缺，我國各中小煤礦得以進(jìn)入大規(guī)模的建設(shè)，由于機(jī)械化設(shè)備的大量應(yīng)用，使各煤礦的規(guī)模和生產(chǎn)能力都有所提升。長期以來我國煤礦企業(yè)中所應(yīng)用的機(jī)電設(shè)備都較為單一和落后，但現(xiàn)在由于社會對煤炭需求的增加，為了更好的滿足社會對煤炭需求的正常供應(yīng)，則需要煤礦企業(yè)不斷的對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造及檢修，從而保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。文章分析了我國煤礦機(jī)電設(shè)備的檢修工作，并進(jìn)一步對煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)改造進(jìn)行了具體的闡述。

【關(guān)鍵詞】煤礦；機(jī)電一體化；應(yīng)用

隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的深入進(jìn)行，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下各行各業(yè)對煤炭的需求量不斷的增加，同時(shí)我國的煤礦行業(yè)之間的競爭也越來越激烈，各煤礦企業(yè)為了在競爭中取得一定的優(yōu)勢，需要不斷的擴(kuò)大企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，提高煤炭的產(chǎn)量，這就需要煤礦企業(yè)努力提高自身的機(jī)械化程度，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，使企業(yè)的利潤空間得以進(jìn)一步的擴(kuò)大。在這種情況下，企業(yè)加大對自身機(jī)電設(shè)備的技術(shù)改造，應(yīng)用更多的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)就顯得非常重要。

1.機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

1.1礦井提升機(jī)電一體化

煤礦提升機(jī)可以說是機(jī)電一體化及自動化水平最高的設(shè)備了，它是一種直流提升機(jī)，依靠的是數(shù)字化的發(fā)展。尤其是內(nèi)裝式的提升機(jī)，它將滾筒和驅(qū)動融合在了一起，使其結(jié)構(gòu)大大的簡化了，它所體現(xiàn)的流程是機(jī)械-電子電力-計(jì)算機(jī)-自動控制。并且就數(shù)字化提升機(jī)來說，其高度可靠，總線的方式又使得安裝得到了簡化。除此以外，硬件的配置比較簡單，能夠互相兼容。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)在提升設(shè)備上的實(shí)例分析

（1）設(shè)計(jì)依據(jù)：1）礦井的年產(chǎn)量：An=60萬噸；2）礦井的深度：Hs=370m，裝載高度：Hz=18m，卸載高度：Hx=18m；3）提升的方式：立井雙箕斗提升；4）散煤的容重：γ=0.92t/m3。（2）提升容器的選擇：一般認(rèn)為比較經(jīng)濟(jì)的提升速度為：Vj=（0.3-0.5），一般情況下取 Vj=0.4；其中：H：提升的高度，雙箕斗提升H=Hs+Hx+Hz=370+18+18=406m；式中：Hs：礦井的深度，Hs=370m；Hz：裝載水平與井下運(yùn)輸水平的高度之差。Hz=18m；Hx：卸載水平與井口的高度之差（卸載高度）箕斗提升Hx=18m。因此，計(jì)算得出經(jīng)濟(jì)提升的速度應(yīng)當(dāng)為Vj=0.4=0.4=8.06m/s，估算經(jīng)濟(jì)提升的時(shí)間為80.44s。（3）求一次經(jīng)濟(jì)提升量：經(jīng)測算，取每年生產(chǎn)300天計(jì)算，一次提升量為4.77噸。（4）確定提升容器：根據(jù)上面所計(jì)算的一次提升量，選擇JL-6型立井單繩箕斗，則完成任務(wù)所需要的最大提升循環(huán)時(shí)間T1x為=96.9s，從而可以估算出完成生產(chǎn)任務(wù)所需提升速度的最小值v≥=5.835m/s。

2.機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

電牽引采煤機(jī)是采煤機(jī)中機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用的一個(gè)典型的應(yīng)用，其特點(diǎn)是： （1）它有良好的牽引特性。采煤機(jī)前進(jìn)的過程中，電牽引采煤機(jī)能夠?yàn)槠涮峁┣斑M(jìn)的牽引力，這樣采煤機(jī)就能夠克服其前進(jìn)的阻力進(jìn)行運(yùn)作。另外，在采煤機(jī)下滑的時(shí)候有可以進(jìn)行發(fā)電制動。（2）運(yùn)行比較可靠，使用的壽命較長。在其使用的過程中，將只有電動機(jī)的電刷和整流子會受到磨損，磨損的面積較小，所以在修復(fù)的過程中，就會比較的簡單和方便。（3）結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高。電牽引的采煤機(jī)與其他采煤機(jī)相比，其設(shè)備簡單、尺寸較小、質(zhì)量較輕。并且是利用電能來進(jìn)行運(yùn)作的，而電能的轉(zhuǎn)換是比較方便與快捷的，所以就在一定程度上提高了它的工作效率。（4）反應(yīng)速度快，動態(tài)特性好。能夠及時(shí)對各種參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。1991年煤炭總院上海分院和波蘭額馬克公司合作，研制出了我國第一臺采用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344-PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)。再之后，經(jīng)過了將近20年的研制和開發(fā)，我國的電牽引采煤機(jī)發(fā)展的更加成熟了，從而推動了煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.機(jī)電一體機(jī)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測中的應(yīng)用

在我國煤礦機(jī)電一體化在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用起步較晚，但是我國各大煤礦企業(yè)堅(jiān)持自主研發(fā)生產(chǎn)戰(zhàn)略，緊跟世界先進(jìn)技術(shù)水平，自行研發(fā)生產(chǎn)了一系列具有世界先進(jìn)水平的煤礦機(jī)電一體化監(jiān)測系統(tǒng)。其中以煤炭科學(xué)研究總院重慶分院KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動化研究所KJ95系統(tǒng)為代表的系統(tǒng)軟件大都使用了Windows操作系統(tǒng)，具有網(wǎng)絡(luò)連接功能，測控分站的智能化水平很高，無論在軟件功能、硬件功能、穩(wěn)定性、可靠性等方面，還是企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模，都代表了我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的最高水平。

4.機(jī)電一體機(jī)在礦井支架中的應(yīng)用

電液控制液壓支架，也是一個(gè)典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電液控制液壓支架使用了電子微處理、液壓控制等技術(shù)。其核心部分由位移傳感器、支架控制箱、壓力傳感器、電源、電磁閥馭動器等組成。在使用過程中，設(shè)備根據(jù)搜集到的數(shù)據(jù)來決定執(zhí)行命令，監(jiān)測和控制所有支架。例如神華大柳塔使用的德國WS1.7-210/450型和美國久益公司電液控制液壓支架。WS1.7-210/450型電液控制液壓支架推架時(shí)間為6-8秒，大大提高支架推移速度，在移架過程中容易實(shí)現(xiàn)定壓、帶壓移架，這就可以避免工作面頂板對支架頻繁的沖擊載荷，實(shí)現(xiàn)液壓支架額定初撐壓力，延長了支架的壽命。

5.結(jié)語

綜上可知，煤炭機(jī)電一體化是設(shè)計(jì)多門專業(yè)、多個(gè)學(xué)科綜合交叉發(fā)展的技術(shù)，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，將會在煤炭企業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，包括煤炭的開采、挖掘、輸送等方面，將會極大的提高我國煤炭企業(yè)的綜合開采實(shí)力，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)我國煤炭企業(yè)的高效、安全、優(yōu)化等奠定了良好的基礎(chǔ)。 [科]

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