機電一體化技術在煤礦生產的應用

章建華

摘 要：隨著我國經濟的快速發(fā)展，生產生活用煤的增加，對煤礦的生產提出了更高的要求，以我國煤礦企業(yè)目前的提升和運輸系統(tǒng)來講，與國外還有很大的差距，以目前的水平來說很難適應發(fā)展的需求，所以需要不斷的借鑒外國的經驗，加大研究力度，把機電一體化很好的應用到煤礦的提升和運輸系統(tǒng)上。內裝式提升機是目前比較領先的技術，它采用電機和滾筒一體化的設計，結構簡單，操作方便，系統(tǒng)更加準確，能夠實現(xiàn)完全自動化控制。

關鍵詞：煤礦機電一體化技術；應用；發(fā)展

1 前言

煤礦機電一體化技術礦井運輸提升產品的應用在煤礦生產中，因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機械化采煤提出了更高的要求，因此隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式，主要以電力電子器件為核心。

2 機電一體化

機電一體化是集機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、接口技術、軟件編程技術等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進了相關技術的發(fā)展和進步。我國在20世紀80年代成立機電一體化領導小組，并將該技術列為“863”計劃。機電一體化正朝著智能化、網絡化、微型化、柔軟性化、系統(tǒng)化發(fā)展，它的發(fā)展對煤炭系統(tǒng)產生了很大的沖擊，采用機電一體化產品將大大改善煤礦生產的勞動強度、工作環(huán)境及安全系數，同時在降低能耗、保證安全生產方面也實現(xiàn)了特定的價值。它可不必更換設備，而對產品結構和生產過程進行必要的調整、改革，對傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮的血液，實現(xiàn)文明生產。

3 機電一體化技術在煤礦生產中的應用

3.1 機電一體化技術在采煤機中的應用

目前，煤礦應用較多的一種采煤機―電牽引采煤機是機電一體化技術典型應用。它與舊式采煤設備相比，它具有以下特點：①牽引特性好?？梢栽诓擅簷C前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動，向電網反饋電能。②大傾角煤層也可適用。由于此種采煤機機內裝有防止機器下滑的制動器，使得新型的電牽引采煤機可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③響應特性良好，靈敏度高。由于其電控系統(tǒng)能及時自動調整各種參數，可有效防止超載運行。④機械傳動簡單、易于實現(xiàn)、工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長。電牽引采煤機機械裝置的傳動結構比較簡單、總體尺寸小、重量輕，能量轉換只需一次轉換，效率高，能量損失少。一般電牽引除電動機的電刷和整流子有磨損外，其它元件較少磨損，因此比較可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。

3.2 機電一體化技術在礦井提升設備中的應用

因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求越來越高。在國外一些技術比較先進的國家，采用機電一體化技術將電機和滾筒做成一體，即內裝式提升機，機械結構大大簡化，充分體現(xiàn)了機械、電子、電力、自動控制等技術的綜合應用。而全數字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。我國，大多數煤礦井下生產已經實現(xiàn)了皮帶化。計算機控制系統(tǒng)的應用也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，雖然在使用上還不完善，但是從煤礦機械發(fā)展歷史的總體角度看，這畢竟也是機電一體化技術發(fā)展前進的腳步。

3.3 機電一體化技術在運輸設備中的應用

我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設備為帶式輸送機。由于生產實際中需要輸送距離長、輸送量大、而帶式輸送機具有運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點滿足生產的需求，因此，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發(fā)工作成為近幾年來機電一體化技術的研究重點，也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等、多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅動系統(tǒng)采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。

4 對我國煤礦機電一體化技術的思考

應提高我國煤礦機電一體化產品的規(guī)范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品，在設計煤礦機電一體化產品時，應盡可能地選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網絡進行連接通信控制；煤礦機電一體化產品需要達到智能化發(fā)展水平，能判斷機電設備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設備能自動適應環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時能快速地對所采集的參數進行分析，從而對故障進行診斷，再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數字化、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)境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調節(jié)等功能；要關注國內外高新技術的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術用于煤礦機電一體化產品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達到煤礦自動化生產。

5 結束語

機電一體化技術在當前煤礦工作面生產作業(yè)中具有相當重要的意義與價值。無論是從安全監(jiān)督控制，從提升運輸設備，還是從現(xiàn)場采煤設備的角度上來說，機電一體化技術的應用價值都是不容忽視的。同時，針對在煤礦機電一體化技術管理中存在的問題，還需要找準問題的癥結所在，從多個角度入手，對煤礦機電一體化技術管理工作進行合理的改進與優(yōu)化，促進其實踐效益的進一步發(fā)揮。

參考文獻：

[1] 程煒.無人化是煤炭信息化的主要目標[N].中國電子報，2008.

[2] 張旭.煤礦機電一體化技術應用探究[J].中小企業(yè)管理與科技，2010.