簡(jiǎn)論煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及管理方法

張圳 劉猛

摘要：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)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。隨著我國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動(dòng)化在礦上的應(yīng)用目益增多。

摘要：煤礦 機(jī)電一體化 技術(shù) 應(yīng)用 管理

煤礦是高危行業(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。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)式低位放項(xiàng)煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統(tǒng)在美國、澳大利亞、德國等煤炭生產(chǎn)發(fā)達(dá)國家得到了普遍的應(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。目前從國內(nèi)煤礦的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件和效益出發(fā)，電液控制液壓支架主要用于年產(chǎn)400萬t以上的一次采全高長壁工作面，600萬t以上放項(xiàng)煤工作面及薄煤層高效開采工作面。將在近年內(nèi)結(jié)合各礦特點(diǎn)嘗試液壓支架的電液控制系統(tǒng)。

我國電氣自動(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。

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)于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，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，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毡椤Ａ硗?，?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。

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，緊跟世界監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，我國自行研制開發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的kj90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的kj95系統(tǒng)等。自此，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，基本代表了我國煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

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。

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，末能定期防腐。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)。井下電氣設(shè)備沒有按規(guī)定做電氣試驗(yàn)，過流保護(hù)整定過大，漏電保護(hù)、煤電鉆綜保、照明信號(hào)綜合保護(hù)、輸送機(jī)保護(hù)、風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖甩掉不用或試驗(yàn)及記錄不規(guī)范。井下局部接地極及連線的材質(zhì)、工藝不符合要求，安裝不合格。非阻燃的電纜、輸送帶仍在井下使用。電氣設(shè)備失爆現(xiàn)象屢見不鮮。

改進(jìn)地方煤礦機(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。

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)章制度杈；編制部署機(jī)電工作計(jì)劃權(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)。

認(rèn)真落實(shí)規(guī)章制度，扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理，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。

對(duì)我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考在20世紀(jì)，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)（產(chǎn)品）取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié)，但相對(duì)國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。

應(yīng)提高我國煤礦機(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)境并以最憂的狀態(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；隹確度，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)。