淺談煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應(yīng)用

蔡志剛

摘要：隨科技進步，綜合機械化與機電一體化在煤礦開采中被廣泛推廣應(yīng)用，本文就煤礦綜合機械化開采與機電一體化進行研究討論。

關(guān)鍵詞：煤礦；機械化開采；機電一體化

在煤礦的開采過程中，采煤技術(shù)的高低對礦井的生產(chǎn)能力有直接影響。所以，在煤礦開采時盡量選擇先進的采煤工藝以提高礦井的產(chǎn)量。隨我國工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，自動化的煤礦機電在礦上的使用越來越多。煤礦行業(yè)的危險系數(shù)較大，提高機電設(shè)備的安全可靠程度與自動化程度可以減少煤礦行業(yè)的用人，提高了煤礦企業(yè)的效率及安全性，有利于煤礦企業(yè)發(fā)展。

一、采煤機械設(shè)備的發(fā)展

采煤機械設(shè)備在經(jīng)歷了多次創(chuàng)新改造后，發(fā)展得更加的人性化，自動化，是煤礦企業(yè)進入新時代的標志，以下對采煤機、輸送機、液壓支架及機電一體化的發(fā)展進行簡述。

（一）采煤機采煤機從中厚煤層發(fā)展到如今的薄煤層、高壓電、大功率、高強力滾筒采煤機，功率達到了1200KW以上，普遍電壓為3300v，截深達到1.2m，牽引方式也轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l調(diào)速無鏈電牽引和電磁滑差無鏈電牽引，牽引速度最大可達29m/min。

（二）輸送機工作面刮板輸送機采用的是軟啟動技術(shù)，使用排水型偶合器或雙緩液偶合器，配有控制器對故障進行診斷和控制水的流速，可以連續(xù)的監(jiān)測輸送機各個部件的運行狀態(tài)，并對故障進行診斷和報警。

（三）液壓支架液壓支架的高度從掩護式發(fā)展至現(xiàn)今的多種架型，高強度鋼材越來越多的被應(yīng)用在液壓支架結(jié)構(gòu)材料中，提高了支架的可靠性與壽命，電壓控制液壓支架的動作自動連續(xù)進行，電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)了綜采工作的高效高產(chǎn)，從目前我國煤礦企業(yè)的經(jīng)濟條件、效益及技術(shù)來看，液壓支架主要在年產(chǎn)400萬t以上的工作面使用。

（四）機電一體化采煤機發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)了高強力的滾筒采煤機，牽引方式也從有鏈、無鏈液壓牽引發(fā)展到了變頻調(diào)速無鏈電牽引及電磁滑差無鏈電牽引，液壓支架的高度也從掩護式逐漸發(fā)展到了多種架型。想要實現(xiàn)綜采工作面的高產(chǎn)高效，液壓支架電液控制系統(tǒng)必不可少。

二、綜合機械化技術(shù)

以下對綜合機械技術(shù)的特點與采煤工藝進行簡述

（一）綜合機械化采煤設(shè)備的特點新型綜采裝備能夠有效提高綜采工作面的產(chǎn)能與效率，綜采裝備的主要特點包括設(shè)備能力大，自動化程度高，可靠性高、設(shè)備性能好等優(yōu)點，幫助煤礦企業(yè)實現(xiàn)了高度集中化生產(chǎn)。

（二）綜合機械化采煤工藝綜合機械化采煤工藝分為長壁綜采、短壁綜采、短長壁綜采、放頂煤開采、薄煤層開采五種方式，我國煤礦企業(yè)在開采技術(shù)上還不夠成熟，機械化水平還需提高，為了提高煤礦開采產(chǎn)量、效率與安全性，綜合機械化開采應(yīng)得到廣泛應(yīng)用。

三、綜合機械化技術(shù)的應(yīng)用

綜合機械化開采因為在破、裝、運、支、處五個主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)了機械化，人力參與的環(huán)節(jié)減少，勞動效率得以提高。

（一）長壁綜采長壁綜采是印度巴蘭布礦所采用的采煤法，其通風(fēng)系統(tǒng)較好。在加大了綜采工作面的長度后，采煤機切割一次的煤量更多，相應(yīng)的減少了工作面在端頭作業(yè)等工作時對生產(chǎn)時間的影響，從而提高了產(chǎn)量。

（二）短壁綜采短壁綜采的應(yīng)用基于綜采工作面上下端頭的快速作業(yè)與回采巷道機械化快速掘進的實現(xiàn)這兩個條件，這種采煤工藝常應(yīng)用于中小型的開采中厚煤層的礦井及回采塊段小煤層的礦井。

（三）短長壁綜采短長壁綜采是在巷柱式開發(fā)區(qū)內(nèi)布置的長壁工作面，并且采用綜采設(shè)備回采煤柱的新型的采煤法。印度巴蘭布礦通過65天實驗采出了102415t煤炭，采出率較傳統(tǒng)方式大幅提升。

（四）放頂煤開采放頂煤開采的生產(chǎn)過程首先由采煤機截煤、移煤、推移輸送機，暫停截煤后分段打開放煤窗口放煤頂，直至工作面的全長頂煤放完，即為一次完整的放煤生產(chǎn)過程。

四、機電一體化在煤礦中的應(yīng)用

機電一體化在礦井中得到了廣泛應(yīng)用，在礦井提升機與膠帶輸送機、生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中均有應(yīng)用，且提升了煤礦開采效率與產(chǎn)量。

（一）礦井提升機中的應(yīng)用礦井提升機主要在地面下的礦井里工作，機電一體化可以很好的應(yīng)用在礦井提升機中，使施工數(shù)字化。內(nèi)裝礦井提升機能夠有效的將滾筒與驅(qū)動在結(jié)構(gòu)和角度上有機結(jié)合，簡化機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)機電一體化。數(shù)字化的提升機可以完整的將信息傳達出來，并對效果進行反饋，其啟動控制系統(tǒng)過程也較容易，提高了礦井提升機的效率。

（二）在膠帶輸送機中的應(yīng)用膠帶輸送機有被稱為帶式輸送機，工作原理是經(jīng)摩擦驅(qū)動使運輸材料連貫。膠帶輸送機由滾筒與閉合輸送帶組成，機電一體化使膠帶輸送機的技術(shù)水平得以提高，促進了大運量、大功率、長距離曲線、高速帶等帶式輸送機的技術(shù)研究。

（三）全生產(chǎn)監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用機電一體化實現(xiàn)了煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中的故障自診、自動報警、在線監(jiān)控等一系列功能。在線監(jiān)控主要是對機械的工作裝置、電動機、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)等進行監(jiān)控，故障自診與自動報警可以在設(shè)備出現(xiàn)故障時自我診斷并發(fā)出警告信號，使工作人員能夠快速維修，使相關(guān)檢查維護工作得以簡化，減少了維修時間與費用，延緩了機械使用壽命。

五、總結(jié)

近年隨煤礦綜采機械化程度的提高和超強度的煤礦開采，煤田中開采條件較好的煤層已經(jīng)開始逐漸枯竭了，薄煤層的開采工作開始進行，薄煤層機械化開采的問題浮出水面。薄煤層儲量占我國煤碳可采儲量的份額較大，在已經(jīng)探明的礦區(qū)里，薄煤層占84%，總儲量月620t左右，占我國煤炭總儲量的17.5%。但由于在開采技術(shù)上的不足，開采產(chǎn)量較少，綜合機械化開采正好解決了這個問題，提高了煤礦開采產(chǎn)量及效率，實現(xiàn)了安全開采，綜合機械化開采是煤炭工業(yè)科學(xué)化的重要的一環(huán)，有利于煤礦企業(yè)的可持續(xù)行性發(fā)展，并提高了我國煤礦企業(yè)在國際上的競爭力。本文針對采煤設(shè)別的發(fā)展、綜合機械化采煤設(shè)備的特點進行了簡述，并對綜合機械化技術(shù)與機電一體化在煤礦中的應(yīng)用進行了討論。