采煤設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展與應(yīng)用

王 琳

（晉城煤業(yè)集團(tuán)天安公司，山西晉城048000）

當(dāng)前，在我國(guó)的采煤設(shè)備技術(shù)不斷提高的同時(shí)，煤礦中也廣泛運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù)，并且機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)有著越來越重要的作用。對(duì)采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行研究、開發(fā)、運(yùn)用，能夠把煤礦生產(chǎn)效益與安全性提高。

1 采煤設(shè)備機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)及與其有關(guān)的產(chǎn)品在20世紀(jì)70年代末開始在煤礦生產(chǎn)中得到推廣與應(yīng)用，從八十年代起，發(fā)達(dá)國(guó)家在對(duì)采煤設(shè)備進(jìn)行研究、開發(fā)與生產(chǎn)方面，設(shè)備逐漸趨向自動(dòng)化與大型化，而且具備較長(zhǎng)的壽命和較高的可靠性，這些決定了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)于采煤設(shè)備機(jī)電一體化的發(fā)展，中國(guó)曾經(jīng)提出了以下發(fā)展目標(biāo)：截止到2010年，中國(guó)的小型煤礦的機(jī)械化與半機(jī)械化程度需達(dá)到40％以上，中型煤礦的機(jī)械化程度需達(dá)到80％以上，大型煤礦采掘機(jī)的機(jī)械化程度必須達(dá)到95％以上。

我國(guó)采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)研究和國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的同行相比，仍然存在很大的差距，綜采設(shè)備機(jī)電一體化在煤炭行業(yè)中的應(yīng)用尚處在起步階段。但是，近些年，我國(guó)的綜采設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)打破了全部引進(jìn)的局面，實(shí)現(xiàn)了部分的國(guó)產(chǎn)化。比如，由生產(chǎn)廠家和科研院所共同研制的交流電牽引采煤機(jī)，變頻器作為電氣關(guān)鍵部分是從國(guó)外引進(jìn)的，也就是部分電控設(shè)備采用的是引進(jìn)技術(shù)，其余使用的全部是國(guó)產(chǎn)技術(shù)。電液控制的液壓支架還處在實(shí)驗(yàn)階段，在國(guó)內(nèi)還未有正式產(chǎn)品問世。重型工作面刮板運(yùn)輸機(jī)微機(jī)控制的軟啟動(dòng)系統(tǒng)還未具備故障診斷系統(tǒng)與綜采設(shè)備工況監(jiān)測(cè)功能，尚且處在實(shí)驗(yàn)與研制之中。

2 采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的重要作用

由于煤礦機(jī)電一體化技術(shù)有機(jī)地結(jié)合了液壓控制技術(shù)、電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)，因此把煤礦機(jī)械的各種性能都大大的提高了。當(dāng)前在煤礦機(jī)械中普遍應(yīng)用了以微處理器或微機(jī)為核心的電子控制裝置，煤礦機(jī)械的很多領(lǐng)域也都應(yīng)用了電子控制技術(shù)，比如煤礦機(jī)械的故障報(bào)警、故障自診、在線狀態(tài)監(jiān)控，提升機(jī)的PLC系統(tǒng)操作與采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)等。

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，對(duì)煤礦機(jī)械的性能也有著越來越高的要求，電子（即微機(jī)）控制裝置在煤礦機(jī)械中將具有維護(hù)更加專業(yè)化、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化、應(yīng)用更加廣泛化的趨勢(shì)。由于機(jī)電一體化涉及到煤礦的生產(chǎn)安全，因此其對(duì)煤礦有著巨大的影響。當(dāng)前我們國(guó)家進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)的煤礦機(jī)械的數(shù)量不斷增加，因此，煤礦機(jī)電部門當(dāng)前的重要使命就是把這些價(jià)格昂貴的煤礦機(jī)械應(yīng)用與管理好，盡量把其社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益最大程度的發(fā)揮出來。

3 采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

以下主要從不斷提高員工使用機(jī)電一體化的水平、采煤設(shè)備機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用功能、采煤設(shè)備機(jī)電一體化在煤礦中的其他應(yīng)用三個(gè)方面來進(jìn)行詳細(xì)的探討。

3.1 不斷提高員工使用機(jī)電一體化的水平

當(dāng)前采煤設(shè)備機(jī)電一體化的發(fā)展速度飛速發(fā)展，電子（微電腦）控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中有著越來越大的使用比重，其也有著越來越強(qiáng)的功能以及越來越廣的應(yīng)用范圍，因此電子控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度也會(huì)越來越高。煤礦生產(chǎn)過程中采煤設(shè)備的自動(dòng)化程度，不僅對(duì)生產(chǎn)安全有著重要的影響，對(duì)提升、供電、通風(fēng)、排水等設(shè)備的安全也有著很大的影響。因此，煤礦機(jī)械電子與電氣控制系統(tǒng)部分性能的優(yōu)劣及質(zhì)量的好壞對(duì)機(jī)械的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性有著直接的影響，從而影響到煤礦的生產(chǎn)效率、煤礦的施工質(zhì)量、煤礦的機(jī)械設(shè)備的使用壽命等。因此，只有對(duì)使用、維護(hù)、維修這些機(jī)電設(shè)備的煤礦工作人員進(jìn)行有關(guān)內(nèi)容的培訓(xùn)，把他們的使用、維護(hù)與管理機(jī)電設(shè)備的水平提高，才能對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行有效合理的利用，使這些設(shè)備發(fā)揮出很好的使用價(jià)值與較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 采煤設(shè)備機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用功能

1）提高了采煤設(shè)備的半自動(dòng)化程度與自動(dòng)化程度。不僅能夠把操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，把煤炭的生產(chǎn)效率提高，還可以減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足而給作業(yè)精度帶來的影響。比如冀中能源黃沙礦在2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備由我們國(guó)家北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司和德國(guó)MARCO公司合作生產(chǎn)的由微電腦控制的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng)，只需把程序輸入在支架操作控制器上，支架就可以自動(dòng)連續(xù)工作，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)工作面無人操作與遠(yuǎn)程控制。

2）節(jié)約能源，降低損耗，提高生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化采煤設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中的使用，在自動(dòng)化程度不斷提高的同時(shí)，也降低了人工的使用數(shù)量，提高了采煤產(chǎn)量，從而使煤礦生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約能源、降低損耗，并且大大的提高了生產(chǎn)效率。比如在煤礦井下使用的提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)、膠帶輸送機(jī)等，在使用PLC控制系統(tǒng)、變頻起動(dòng)系統(tǒng)之后，不僅把電量節(jié)省了30％左右，生產(chǎn)效率也得到了極大的提高。

3）實(shí)現(xiàn)了故障自診、自動(dòng)報(bào)警與在線監(jiān)控。機(jī)電一體化采煤設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中的使用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦機(jī)械的液壓系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置等的在線運(yùn)行實(shí)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障時(shí)可以自動(dòng)報(bào)警，并能夠準(zhǔn)確地知道故障部位，使操作員工的工作條件得到了很好的改善，使得機(jī)器的工作效率得到了極大的提高，設(shè)備維護(hù)檢查工作得到了很大程度上的簡(jiǎn)化，使用與維修費(fèi)用大大的降低，停機(jī)維修時(shí)間極大地縮短，設(shè)備的使用壽命得到了有效的延長(zhǎng)。比如，將PLC控制應(yīng)用在采煤機(jī)的變頻器上，能夠?qū)崿F(xiàn)多種在線監(jiān)控與故障自診斷；越來越智能化的電器設(shè)備應(yīng)用于煤礦中。

3.3 采煤設(shè)備機(jī)電一體化在煤礦中的其他應(yīng)用

一些由國(guó)外先進(jìn)國(guó)家生產(chǎn)的綜掘機(jī)、采煤機(jī)、輸送機(jī)等采用了電子（微電腦）控制的自動(dòng)變速器，可以依照外負(fù)荷的變化情況對(duì)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比進(jìn)行自動(dòng)改變，從而功率增大，使電動(dòng)機(jī)的功率得到了充分的利用，經(jīng)濟(jì)性得到了很大的提高，簡(jiǎn)化了操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大的降低，使能耗經(jīng)濟(jì)性、作業(yè)人員操作的安全性都得到了很大程度的提高。當(dāng)前，我們國(guó)家將電子（微電腦）控制應(yīng)用在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上，不僅實(shí)現(xiàn)了無人操作，使得機(jī)械設(shè)備可以在人沒有辦法接近的地點(diǎn)或者是在危險(xiǎn)地帶進(jìn)行作業(yè)，還通過無線遙控裝置的配備，實(shí)現(xiàn)了微電腦編程控制的可遠(yuǎn)程遙控。

4 結(jié)語

隨著機(jī)電一體化在煤礦采煤設(shè)備中有著越來越重要的應(yīng)用，煤礦企業(yè)需要通過培訓(xùn)把有關(guān)員工的使用維護(hù)與應(yīng)用水平提高，加強(qiáng)對(duì)采煤設(shè)備的管理，并結(jié)合煤礦生產(chǎn)的實(shí)際情況，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有關(guān)的改良與研究，將機(jī)電一體化采煤設(shè)備的各種功能都提高，保證煤礦的安全生產(chǎn)，并將煤礦的綜合效益提高。

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