論機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

崔彩霞

[摘 要]隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對我國煤礦機(jī)械性能提出了更高的要求，電子控制裝置的使用日趨普及，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及維護(hù)的專業(yè)性日益提高，機(jī)電一體化應(yīng)運(yùn)而生，機(jī)電一體化技術(shù)是一種復(fù)合性的技術(shù)，包括機(jī)械、計(jì)算機(jī)以及信息的處理或自動(dòng)控制技術(shù)的綜合運(yùn)用。以獨(dú)特的優(yōu)勢發(fā)揮著重要的功能，廣泛應(yīng)用于煤礦開采過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，不但大大地提高了煤礦機(jī)械的可靠性和經(jīng)濟(jì)高效性，而且極大地提高了開采過程中人員的安全。如今，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用程度也成為衡量煤礦現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。

[關(guān)鍵詞]煤礦機(jī)械 機(jī)電一體化 應(yīng)用

中圖分類號：TD60 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0051-01

1、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用煤礦開采的重要意義

（1）隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新的機(jī)電一體化技術(shù)又將傳感器檢測技術(shù)融合進(jìn)來，增強(qiáng)了煤礦機(jī)械設(shè)備的可靠性。例如大部分采煤機(jī)上的變頻器就采用PLC控制，從而實(shí)現(xiàn)了更好的在線監(jiān)控和機(jī)械設(shè)備故障自我診斷，極大地提高了采煤機(jī)的可靠性，從而保證了正常的煤礦生產(chǎn)。（2）機(jī)電一體化有利于安全生產(chǎn)，煤礦井下作業(yè)環(huán)境陰冷、潮濕、粉塵多，對工人的身體健康的危害很大，采用機(jī)電一體化后，一方面可以減少人工作業(yè)，優(yōu)化作業(yè)環(huán)境；另一方面，引入機(jī)電一體化能夠?qū)崿F(xiàn)信息化自動(dòng)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備功率實(shí)時(shí)變化，能夠?qū)崿F(xiàn)除塵機(jī)、采煤機(jī)、烘干機(jī)等機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速自動(dòng)變速功能，大大降低機(jī)械的磨損。（3）現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中，生產(chǎn)效率決定著企業(yè)的發(fā)展水平和競爭力，無論是掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)的使用，還是皮帶運(yùn)輸機(jī)和提升機(jī)的使用，都是機(jī)電一體化技術(shù)的體現(xiàn)。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了煤礦開采的生產(chǎn)效率。

2、煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)主要用于柱式雙巷掘進(jìn)方式，機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在由電牽引替代液壓牽引，另外液壓支架的控制系統(tǒng)也轉(zhuǎn)換成微電子控制系統(tǒng)，兩種應(yīng)用都使得采煤機(jī)設(shè)備在開采的過程中動(dòng)作更加順暢和平穩(wěn)，有利于提高采煤過程的安全性和可靠性。在運(yùn)用電牽引的過程中，電動(dòng)機(jī)中除了電刷與整流子具有一些輕微的損傷外，沒有造成對別的元件的磨損情況，所以工作狀態(tài)較穩(wěn)定，可以減少故障的發(fā)生，將電牽引采煤機(jī)使用期限延長增加經(jīng)濟(jì)效益。電牽引的結(jié)構(gòu)較簡單，并且工作效率高。電牽引采煤機(jī)機(jī)械中的機(jī)械傳動(dòng)部分是由簡單而尺寸小的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能也只用一次的轉(zhuǎn)換就可以了，更是可以做到99%的高效率，相對于有些只能做到65%-70%的采煤機(jī)的效率而言電牽引采煤機(jī)效率更高。

2.2 機(jī)電一體化在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

煤礦的實(shí)際生產(chǎn)過程中對煤礦井上和井下的運(yùn)輸過程以及系統(tǒng)提升需要更高的要求。全數(shù)字化提升機(jī)具有較高的可靠性，運(yùn)用了總線的方法，將電器的安裝進(jìn)行了簡化。同時(shí)，硬件的配置也很簡單，并且能夠互相的交融工作。當(dāng)前，我國很多的煤在礦井下生產(chǎn)過程基本實(shí)現(xiàn)了皮帶化，并且廣泛的使用了大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞?。?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的速度也比較快，其系統(tǒng)具有故障診斷和自我保護(hù)功能，可以及時(shí)的處理在實(shí)際生產(chǎn)中的故障。

2.3 機(jī)電一體化在掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用

掘進(jìn)機(jī)械結(jié)合液壓系統(tǒng)使生產(chǎn)過程得以實(shí)現(xiàn)。它的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了保護(hù)和控制主控制器功能，并且具有操作箱液晶屏，可以實(shí)現(xiàn)故障記憶功能，它的開關(guān)箱和操作箱之間通過動(dòng)力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)通訊，采用雙芯通訊電纜達(dá)到，實(shí)際過程中通訊電纜通過快速插頭進(jìn)行的連接。設(shè)備的電氣系統(tǒng)特點(diǎn)明顯，它的設(shè)計(jì)理念新、保護(hù)功能齊全、顯示功能較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡便。

2.4 機(jī)電一體化在安全生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備中的應(yīng)用

監(jiān)控系統(tǒng)在大部分煤礦得到了廣泛的安裝或使用，監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地監(jiān)控采礦系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及運(yùn)輸系統(tǒng)等。若被監(jiān)控對象發(fā)生異常，監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的優(yōu)勢。煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)等。當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠自動(dòng)報(bào)警并且可以顯示出故障所出現(xiàn)的位置和部位，從而提高機(jī)械設(shè)備的工作效率，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作，縮短停機(jī)維修時(shí)間。能夠自動(dòng)診斷系統(tǒng)是否出故障及故障原因。可以及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出警報(bào)能夠提高設(shè)備的使用壽命，能夠減少維修的成本和時(shí)間，可以有效提高安全事故責(zé)任人的管理水平。

2.5 機(jī)電一體化在支護(hù)設(shè)備中應(yīng)用

現(xiàn)今液壓支架的發(fā)展方向是采用電液控制，它的理念是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和液壓控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而形成定壓的雙向鄰架，保證有效防止對頂板和支架產(chǎn)生的沖擊荷載影響。國內(nèi)采用智能型乳化液泵站能實(shí)現(xiàn)自行對油位的進(jìn)行高度檢測，進(jìn)行自動(dòng)配液，對乳化液濃度進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對乳化液的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果產(chǎn)生濃度和規(guī)定值不符的現(xiàn)象，將產(chǎn)生聲、光報(bào)警信號，實(shí)現(xiàn)定時(shí)進(jìn)行反沖洗過程，對實(shí)際過程中的具體的用液量進(jìn)行監(jiān)督和控制，具備遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ堋Ｃ旱V生產(chǎn)中所采用電液控制的支架技術(shù)最快移動(dòng)速度可以達(dá)到三秒每架。乳化液泵作為提供高壓液體的裝置具有高壓和大流量供液能力，并且能夠結(jié)合支護(hù)設(shè)備所需的用液量自行調(diào)節(jié)。

3、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

近年來，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)取得不斷地進(jìn)步，煤礦開采中的每個(gè)環(huán)節(jié)基本上都有機(jī)電一體化技術(shù)的存在，但是相對于國際上先進(jìn)的機(jī)電一體化煤礦開采技術(shù)，還是有一定差距的。要縮小這種差距，就必須從機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)出發(fā)，掌握機(jī)電一體化技術(shù)的核心內(nèi)容，主要包括煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品中的嵌入式計(jì)算機(jī)，以保證工作性能更可靠；通信系統(tǒng)中開放性和可靠性高的模塊開發(fā)；更加智能化的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)等。（1）智能化：智能化可以使煤礦開采系統(tǒng)更完善，能夠更好地滿足煤礦生產(chǎn)中的安全性、經(jīng)濟(jì)性等要求。煤礦井下地形復(fù)雜，工作條件惡劣，各類安全事故時(shí)有發(fā)生。雖然人工操作難以避免，但煤礦智能化是一種趨勢。（2）微型化：機(jī)電一體化更加微型化是指在煤礦機(jī)械生產(chǎn)中，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸應(yīng)用于微型領(lǐng)域。這是因?yàn)槲⑿突哂畜w積偏小、便于操作等優(yōu)點(diǎn)，它能夠?yàn)槊禾繖C(jī)械發(fā)展提供更高質(zhì)量的服務(wù)。（3）網(wǎng)絡(luò)化：隨著信息時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，從而把人們的生活生產(chǎn)緊密聯(lián)系在一起。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中后能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠提升煤礦生產(chǎn)的安全性能。鑒于這些優(yōu)勢，機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中必然趨于網(wǎng)絡(luò)化。（4）環(huán)保化：現(xiàn)如今，環(huán)保提升為國家的重要日程。在煤炭生產(chǎn)中，環(huán)：保更是成為了一個(gè)重要問題。因此，在煤炭開采中，環(huán)保問題必須放在首要位置，摒棄傳統(tǒng)煤礦開采方式，將廢水回收再利用等進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，使煤炭生產(chǎn)得到可持續(xù)發(fā)展，使煤礦生產(chǎn)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)保持協(xié)調(diào)發(fā)展。對我國目前的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而言，未來的煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展還應(yīng)該在通信能力上進(jìn)行不斷地鉆研，這是為了滿足將生產(chǎn)發(fā)展為自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)需要。

結(jié)束語

隨著技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，在煤礦機(jī)械中使用機(jī)電一體化技術(shù)的頻率將會(huì)越來越高。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用和推廣，可以極大地提升了我國煤礦企業(yè)的開采生產(chǎn)實(shí)力，從而為實(shí)現(xiàn)高效、潔凈、安全的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在未來研發(fā)更好的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品有助于我國煤礦生產(chǎn)向更加健康的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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