淺析煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

劉偉　宋秋合

摘 要：煤炭是我國(guó)重要的能源，煤炭工業(yè)的大力發(fā)展，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而，近年來各級(jí)煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電一體化；自動(dòng)化；應(yīng)用

1 機(jī)電一體化技術(shù)煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)包括基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)。而在在礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工藝的先進(jìn)與否直接影響整個(gè)礦井的生產(chǎn)能力。因?yàn)槊旱V是高危行業(yè)，提高機(jī)電設(shè)備自身的安全可靠程度和自動(dòng)化程度，最大減少用人，是實(shí)現(xiàn)礦井長(zhǎng)治久安的關(guān)鍵所在，因此煤礦機(jī)電的自動(dòng)化有力推動(dòng)了企業(yè)安全高效、又好又快發(fā)展。

1.1 電氣自動(dòng)化在采礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

采煤機(jī)從中厚煤層起步，發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī)。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發(fā)展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層，支架型式由占主導(dǎo)的掩護(hù)式，逐漸發(fā)展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤（單輸送機(jī)）、兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統(tǒng)在美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)等煤炭生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了普遍的應(yīng)用，液壓支架電液控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，是今后發(fā)展的必然方向充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采中的作用。

我國(guó)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠(yuǎn)程監(jiān)控及專家診斷系統(tǒng)的可靠性是國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)研究的主要內(nèi)容。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)綜采裝備液壓支架和采煤機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使采煤機(jī)根據(jù)煤層的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)割煤、煤層的軟硬自動(dòng)調(diào)節(jié)采煤速度，檢驗(yàn)并完善動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)綜采支架液壓系統(tǒng)壓力和各受力點(diǎn)的狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)支架推移輸送機(jī)的拉移等，使綜合機(jī)械化水平上一個(gè)新的臺(tái)階。

1.2 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對(duì)煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，因此隨之對(duì)井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對(duì)于國(guó)外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式，主要以電力電子器件為核心。

在我國(guó)，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡?。另外，?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能，如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個(gè)很好的開始。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，使電器安裝大大簡(jiǎn)化，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。我國(guó)研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ASCS 是由雙CPU 構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動(dòng)作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。20 世紀(jì)90 年代以來，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會(huì)，且促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。經(jīng)過多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，基本代表了我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

2 煤礦機(jī)電管理存在的主要問題

2.1 機(jī)電管理職能部門作用沒有充分發(fā)揮

盡管各地方煤礦一般都設(shè)置了機(jī)電管理部門，但大多數(shù)礦井機(jī)電科都承擔(dān)2 種職能：一是機(jī)電管理，二是機(jī)電生產(chǎn)。機(jī)電科管理人員的主要精力放在應(yīng)付生產(chǎn)上，管理作用沒能充分發(fā)揮。一些地方煤礦的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)電管理重視不夠，大量壓縮機(jī)電人員，造成機(jī)電管理人員不足，機(jī)電專業(yè)組織未能健全，機(jī)電管理網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常中斷，機(jī)電職能管理作用淡化，技術(shù)手段落后。

2.2 機(jī)電隊(duì)伍整體素質(zhì)較低及機(jī)電技術(shù)力量薄弱

一些地方煤礦機(jī)電管理人員文化較低，專業(yè)技術(shù)水平不高，未系統(tǒng)學(xué)習(xí)設(shè)備管理理論和企業(yè)管理理論，機(jī)電管理憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。機(jī)電職工一般未接受機(jī)電專門技術(shù)培訓(xùn)，理論知識(shí)不足，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，違章作業(yè)經(jīng)常發(fā)生。設(shè)備故障較高，因電氣失爆而引起的瓦斯、煤塵爆炸事故幾乎年年發(fā)生。用電管理“兩票三制”堅(jiān)持不嚴(yán)，帶電作業(yè)，約時(shí)停送電時(shí)有發(fā)生。

2.3 設(shè)備存在隱患較多

設(shè)備老、舊、雜、帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，安全設(shè)施、保護(hù)裝置不全，距《煤礦安全規(guī)程》要求差距較大。提升系統(tǒng)缺少緩沖裝置和托罐裝置，電控系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)保護(hù)不全。井筒裝備銹蝕嚴(yán)重，未能定期防腐。有的礦井為了趕產(chǎn)，不能保證主副井2h 的停產(chǎn)檢修時(shí)間，絞車的實(shí)際提升負(fù)荷超過設(shè)計(jì)提升能力。一些固定設(shè)備的電壓表、電流表、壓力表、真空表、安全閥未按規(guī)定定期校驗(yàn)。

3 改進(jìn)煤礦機(jī)電管理的辦法

重視機(jī)電管理，首先是礦井領(lǐng)導(dǎo)人重視機(jī)電管理，這是加強(qiáng)機(jī)電管理的關(guān)鍵。機(jī)電管理人員要經(jīng)常向礦領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)機(jī)電工作，多提工作建議，以獲得領(lǐng)導(dǎo)的支持。

3.1 因礦制宜建立機(jī)電管理機(jī)構(gòu)，授予職權(quán)，統(tǒng)一管理

礦井機(jī)電管理機(jī)構(gòu)體系不論采取哪種形式，都必須授予機(jī)電部門職權(quán)，實(shí)行統(tǒng)一管理。一般機(jī)電部門要具有以下職權(quán)，即：制定機(jī)電管理規(guī)章制度權(quán)；編制部署機(jī)電工作計(jì)劃?rùn)?quán)；設(shè)備配件分配權(quán)；制止違章作業(yè)權(quán)；追查機(jī)電事故權(quán)；檢查評(píng)比考核獎(jiǎng)罰權(quán)；機(jī)電業(yè)務(wù)骨干調(diào)整調(diào)動(dòng)工作監(jiān)督權(quán)。

3.2 扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理工作，認(rèn)真落實(shí)規(guī)章制度，加大機(jī)電培訓(xùn)，達(dá)到培訓(xùn)的目的

各礦應(yīng)建立設(shè)備綜合管理體系，完善設(shè)備綜合管理制度，配齊設(shè)備管理人員，實(shí)行流程化管理，扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理工作，確保設(shè)備管理制度化、正常化、規(guī)范化。培訓(xùn)上提高職工學(xué)習(xí)積極性，嚴(yán)謹(jǐn)機(jī)電培訓(xùn)走過場(chǎng)。能實(shí)現(xiàn)“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變，培訓(xùn)達(dá)到目的。

4 對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

應(yīng)提高我國(guó)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度；以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠；對(duì)于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時(shí)能快速地對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對(duì)故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對(duì)以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)；要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測(cè)量，并保證其測(cè)量準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識(shí)別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。