煤礦機電一體化技術(shù)研究進展

平原

[摘 要]煤炭作為我國主要的能源資源，在我國能源結(jié)構(gòu)中一直處于不可取代的地位，也為我國的社會主義經(jīng)濟發(fā)展立下了汗馬功勞。在煤炭生產(chǎn)過程中采用機電一體化技術(shù)，能夠大幅度提升企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)濟和社會效益。隨著現(xiàn)代化設(shè)備的投入生產(chǎn)，對相關(guān)工作者的業(yè)務(wù)熟練需求提出了新的要求。所以近些年來，各級煤炭企業(yè)都加大了對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用和研究工作。本文正是基于這一背景，對煤炭生產(chǎn)中的機電一體化技術(shù)研究，提出自己的一些見解。

[關(guān)鍵詞]煤炭行業(yè)；煤炭生產(chǎn)；機電一體化技術(shù)

中圖分類號：TD63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0033-01

機電一體化技術(shù)是在傳統(tǒng)機械工程的基礎(chǔ)上，通過引進微電子技術(shù)的一種新型工業(yè)技術(shù)，它是融合了電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)、機械工程理論和電氣工程技術(shù)等方面的一門新興綜合性學(xué)科。煤礦綜合自動化的基礎(chǔ)就是通過煤礦機電一體化技術(shù)實現(xiàn)的。這也是實現(xiàn)煤炭行業(yè)信息化發(fā)展的重要技術(shù)支點。通過將機電自動化技術(shù)投入到煤炭行業(yè)中，大大提升了我國煤炭行業(yè)的綜合實力和國際競爭力，為實現(xiàn)煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了堅實的基礎(chǔ)。

一、機電一體化的內(nèi)容

隨著機電一體化的深入應(yīng)用，推動了我國的機電一體化向微型化、系統(tǒng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，同時這也對傳統(tǒng)煤炭行業(yè)產(chǎn)生很大的沖擊。通過機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，大大改善了煤炭行業(yè)的工作情況和安全系數(shù)，同時在能源損耗和安全生產(chǎn)等方面也產(chǎn)生了較好的效果。為傳統(tǒng)的煤炭行業(yè)注入了新鮮血液的同時，也為我國的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型做出了不可磨滅的貢獻。

二、煤炭機電一體化技術(shù)研究的意義

（一）提高煤炭行業(yè)的工作效率

在傳統(tǒng)的半自動手工作業(yè)時期，煤炭企業(yè)的生產(chǎn)狀況存在嚴重的滯后性。由于生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)基本上主要通過人力作業(yè)進行生產(chǎn)工作，在設(shè)備過于簡陋的條件下，工人的勞動強度高同時勞動效率低下。機電一體化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得大量的新型機械設(shè)備投入到煤炭的生產(chǎn)和運輸工作中，也徹底改變了煤礦的作業(yè)模式，將工人從繁重的勞動中解放出來，大幅度提升了煤礦企業(yè)的工作效率[1]。

（二）提高煤炭生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)

煤礦工作的安全工作和運行，關(guān)系到企業(yè)的正常發(fā)展和職工的生命安全，同時還關(guān)系到職工的家庭幸福美滿，也影響著國家的煤炭工業(yè)的順利發(fā)展。而機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)的應(yīng)用，為煤炭生產(chǎn)的安全提供了重要的技術(shù)保障。

（三）增加煤炭行業(yè)的產(chǎn)出和收益

隨著機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，推動了煤炭產(chǎn)量的大幅度提升，也為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益，同時也幫助員工增加了收入，改善了生活水平。由于煤炭企業(yè)經(jīng)過一系列的發(fā)展，帶動了相關(guān)企業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展，為社會提供了更多的就業(yè)崗位和機會，推動了社會和經(jīng)濟的發(fā)展。

三、煤炭機電一體化技術(shù)研究的進展

（一）運輸機械的機電一體化

1.膠帶運輸機

目前情況下，我國的皮帶傳輸機設(shè)備大都是通過進口來實現(xiàn)的。主要的系統(tǒng)有美國道奇公司的CST系統(tǒng)以及交流變頻交流電帶電氣控制系統(tǒng)。這些傳輸系統(tǒng)都在效率、速度、開始和停止等方面做到了很好的平衡。CST系統(tǒng)作為一個通過機械齒輪進行減速的系統(tǒng)，擁有超過90%的傳輸效率；通過連續(xù)的檢測和控制，使得驅(qū)動器在動力性能和負載強度上具有較強的均衡性；通過對各個工作環(huán)節(jié)的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，計算機根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析對設(shè)備發(fā)出停止工作的指令，并將故障原因及時總結(jié)歸納。CST技術(shù)是是煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和核心所在，也表現(xiàn)出機電一體化技術(shù)的優(yōu)越性和高效性。我國新研制的數(shù)字控制系統(tǒng)，能夠在傳輸速度、電樞電流以及磁場電流等方面，對膠帶運輸機進行監(jiān)控工作。由于該系統(tǒng)在自我診斷和自我保護等方面都有較為完善的能力，所以在我國六安、平頂山等礦區(qū)都得到了較為普遍和正確的使用，贏得了使用單位的一致好評[2]。

2.礦井軌道運輸機械

近些年來，我國在礦用電機車技術(shù)的轉(zhuǎn)型上主要體現(xiàn)在以下幾個技術(shù)層面：通過電子計算機技術(shù)、微電子集成技術(shù)以及電力電子技術(shù)，運用計算機的系統(tǒng)控制建立強大的直流機車，這方面的技術(shù)已經(jīng)在礦區(qū)得到了普及和推廣。在實際應(yīng)用中，中國礦大研制的開關(guān)磁阻電機機車在大屯煤電（集團）有限責(zé)任公司的工業(yè)試用過程中表現(xiàn)良好。通過計算機或者PLC建成的另外一種礦山機動車，主要通過“信、集、閉”等方面的強化，同樣在我國的煤炭行業(yè)應(yīng)用中也得到了不錯的反響。

（二）采掘機械的機電一體化

1.刮板運輸機

刮板運輸機是整個機電一體化研究進程最慢的部分和設(shè)備。在國內(nèi)刮板運輸機的應(yīng)用中，主要以進口的CST系統(tǒng)刮板運輸機為主，其他的絕大多數(shù)都是是對傳統(tǒng)運輸機進行改良后的結(jié)果。例如，國產(chǎn)的KJ63面部綜合監(jiān)控系統(tǒng)，就是將檢測設(shè)備安放到刮板運輸機的軸承上面，實現(xiàn)對刮板運輸機的實時監(jiān)控。但是由于刮板運輸機的工作環(huán)境過于惡劣，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器安裝和維護工作出現(xiàn)不小的難度。

2.掘進機械

高速隧道機在機電一體化研究的進程中也是較為緩慢的，神華集團神東煤炭分公司大柳塔煤礦，通過引進久益環(huán)球（天津）裝備制造有限公司的連續(xù)采礦機，通過電子計算機系統(tǒng)的監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)日常工作的具體情況監(jiān)測和轉(zhuǎn)載機連動的具體功能。其挖掘速度基本上可以實現(xiàn)100m/天的速度。煤炭總院太原分院設(shè)計的PLC系統(tǒng)主要用于對捆進機的控制，但是其具有一個很重要的缺陷——不能對工作狀態(tài)進行監(jiān)測工作[3]。

（三）供電設(shè)備的機電一體化

1.智能化開關(guān)系統(tǒng)

隨著高效采煤技術(shù)的發(fā)展以及井下供電量的增大，對隔爆型磁力起動器的安全和可靠性能提出了新的要求。在智能化開關(guān)系統(tǒng)方面，由于國內(nèi)在相關(guān)技術(shù)方面擁有不錯的優(yōu)勢，所以國內(nèi)很多廠家也投入了大量的人力、物力和財力進行相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)。由中國礦業(yè)大會和兗礦集團共同開發(fā)和研制的礦用隔爆兼本質(zhì)安全智能真空磁力起動器，就具有較高的工藝和技術(shù)水平。其主要采用當(dāng)前較為流行的全數(shù)字化技術(shù)進行相關(guān)的控制工作，能夠?qū)崿F(xiàn)控制、測量、保護、通訊、等功能。同時，通過屏幕和鍵盤，實現(xiàn)多種控制模式之間的相互切換，大大方便了開關(guān)操作的便捷性和適用性[4]。

2.井下電網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)

井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是通過計算機軟件對整個礦井電網(wǎng)進行系統(tǒng)的監(jiān)控、顯示、記錄和存儲工作，同時對整個地下電網(wǎng)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)和絕緣情況、整體電網(wǎng)的運行參數(shù)，進行有效的監(jiān)管工作。當(dāng)井下電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候，監(jiān)測系統(tǒng)會對相關(guān)的事故做出報警和故障意見，同時也可以通過和上級礦務(wù)局的電力系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，推動煤炭電網(wǎng)管理的發(fā)展，保證企業(yè)在經(jīng)濟、安全、可靠的前提下，提升企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，幫助企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升。

結(jié)束語

在煤炭自動化發(fā)展的過程中，機電一體化技術(shù)起到了不可忽視的作用，通過機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，能推動煤炭行業(yè)向高效化、安全化、現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)型和變革，實現(xiàn)煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益提升的目標(biāo)。

參考文獻：

[1]陳進勇.機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢與分析[A].第十五屆中國科協(xié)年會論文集[C].2013.

[2]張義.機電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].數(shù)字化用戶，2014，20（11）

[3]左潔.現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析[J].金田，2013，（2）

[4]王雪艷.機電一體化技術(shù)在液壓挖掘機中的應(yīng)用探究[J].液壓與氣動，2012，（5）