煤礦機(jī)電技術(shù)分析

趙純寶

摘 要：在我國的煤礦生產(chǎn)過程中，機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用非常的關(guān)鍵，有效的應(yīng)用機(jī)電技術(shù)以及相關(guān)的機(jī)電設(shè)備能夠有效地提升煤礦生產(chǎn)工作效率。在我國的煤礦電子技術(shù)中目前有3種機(jī)電技術(shù)在應(yīng)用過程過程中有非常好的效果。本文主要針對(duì)煤礦機(jī)電技術(shù)的未來發(fā)展方向以及目前的發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電技術(shù)；設(shè)備監(jiān)測；煤礦機(jī)器人；電力電子技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

在煤礦的生產(chǎn)開采過程中，有效并且科學(xué)合理的應(yīng)用機(jī)電設(shè)備以及相關(guān)的機(jī)電技術(shù)能夠很好地提升煤礦生產(chǎn)的工作效率，能夠在很大程度上解放勞動(dòng)力。隨著我國科學(xué)技術(shù)在煤礦行業(yè)的不斷應(yīng)用和滲入，我國的煤礦行業(yè)在機(jī)電技術(shù)方面有了非常大的發(fā)展。目前我國在煤礦機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要有3種應(yīng)用技術(shù)，首先是煤礦電力電子機(jī)電技術(shù)；其次是煤礦設(shè)備監(jiān)測機(jī)電技術(shù)，最后是煤礦機(jī)器人機(jī)電技術(shù)。目前我國很多的煤礦在生產(chǎn)過程中都在應(yīng)用這3種機(jī)電技術(shù)，效果也較為明顯。但是相較于世界范圍內(nèi)的先進(jìn)水平還有一定的差距，還需要進(jìn)行相應(yīng)的完善和創(chuàng)新，因此在我國的煤礦生產(chǎn)過程中要重視機(jī)電技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)我國機(jī)電技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，要在大功率，安全性能高以及大容量方面進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新和發(fā)展。

1 在我國煤礦機(jī)電技術(shù)中電力電子相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展

目前，隨著我國對(duì)于煤炭資源需求量的不斷提升，我國的煤炭產(chǎn)量也需要不斷地提升，因此在我國的煤礦生產(chǎn)過程中，對(duì)于生產(chǎn)效率是要有充足的保障的。為了滿足生產(chǎn)效率不斷提升的要求，我國的煤礦在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的機(jī)電設(shè)備向著功率大以及外形大的方向發(fā)展，這樣的改變就對(duì)我國煤礦機(jī)電技術(shù)中的電子技術(shù)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。特別是隨著我國電子技術(shù)以及相關(guān)的半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用。目前我國的電力電子技術(shù)得到了非常大的發(fā)展，在煤礦生產(chǎn)中也得到了非常廣泛的應(yīng)用。與最初煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用的電子部件相比，目前我國煤礦生產(chǎn)過程中應(yīng)用的電子部件在質(zhì)量上以及性能上都有了非常大的提升和改進(jìn)。我國煤礦機(jī)電設(shè)備在20世紀(jì)50年代應(yīng)用的是SCR機(jī)電技術(shù)；在20世紀(jì)80年代應(yīng)用的是MOSFET，目前我國煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用的相關(guān)電子技術(shù)已經(jīng)是較為成熟的第三代電子技術(shù)SIT以及IGBT。第三代煤礦機(jī)電技術(shù)能夠有效地將煤礦生產(chǎn)過程中應(yīng)用的大功率機(jī)電設(shè)備，大電流機(jī)電設(shè)備有效地進(jìn)行集成化處理，能夠通過相關(guān)的處理形成一種智能控制設(shè)備功率的電子集成模塊。

在煤礦生產(chǎn)的過程中，使用的機(jī)電設(shè)備最主要的部件就是電動(dòng)機(jī)。目前較為常用的電動(dòng)機(jī)形式為交流型的電動(dòng)機(jī)，在控制電動(dòng)機(jī)的過程中，我們通常采用變頻器進(jìn)行相關(guān)的控制，在變頻器中，主要的元器件在回路以及磁場回路應(yīng)用中，都采用電子元器件，這樣能夠有效地實(shí)現(xiàn)變頻以及整流的效果。電子元器件的應(yīng)用能夠減少電刷的使用，這樣就會(huì)進(jìn)一步的提升電機(jī)的容量，有助于機(jī)電設(shè)備的正常啟動(dòng)。

除了上述的電動(dòng)機(jī)之外，傳送機(jī)以及水泵等設(shè)備在進(jìn)行速度控制以及啟動(dòng)控制的過程中應(yīng)用最多的也是電子技術(shù)，這樣應(yīng)用最大的效果就是能夠讓設(shè)備有較高的調(diào)速性能，讓設(shè)備在運(yùn)行的過程中更加的穩(wěn)定和安全。例如目前應(yīng)用較為普遍的磁阻開關(guān)電機(jī)由于其優(yōu)越的性能得到了廣泛的認(rèn)同，其工作原理就是電力電子技術(shù)的應(yīng)用。

2 在我國煤礦機(jī)電技術(shù)中煤礦設(shè)備監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

為了有效地保障煤礦生產(chǎn)過程中的安全，我們要采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測。因此在我國的煤礦機(jī)電技術(shù)中，煤礦設(shè)備的監(jiān)測技術(shù)就顯得較為重要和實(shí)用。通常情況下，我們?cè)谶M(jìn)行煤礦設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，主要的監(jiān)測設(shè)備有煤礦通風(fēng)機(jī)、水泵、礦井提升機(jī)以及空氣壓縮機(jī)等煤礦生產(chǎn)過程中較為重要并且常見的機(jī)電設(shè)備。在煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用中，主要的結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)分層主體結(jié)構(gòu)。監(jiān)測系統(tǒng)最底層的結(jié)構(gòu)為傳感器結(jié)構(gòu)層。傳感器能夠通過機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的過程中，傳感器采用的是實(shí)時(shí)收集，將收集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過電纜等媒介傳輸?shù)矫旱V監(jiān)測系統(tǒng)分站。每一個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的分站都會(huì)配置安全的電源，這樣就能夠通過相關(guān)的監(jiān)測顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控。當(dāng)監(jiān)控過程中出現(xiàn)運(yùn)行故障的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中，主要的部件有6個(gè)，第一是監(jiān)控系統(tǒng)核心處理器，第二是監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集；第三是監(jiān)控系統(tǒng)的通信模塊，第四是監(jiān)控系統(tǒng)的顯示模塊，第五是監(jiān)控系統(tǒng)的鍵盤模塊，第六是監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警模塊。在煤礦生產(chǎn)的過程中每一個(gè)小型的監(jiān)控中心最主要的作用就是要把傳感器中的實(shí)際信號(hào)有效地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)能夠通過顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。在機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中，報(bào)警模塊是必不可少的一個(gè)部件，報(bào)警模塊承擔(dān)著設(shè)備報(bào)警的功能。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障的時(shí)候，能夠及時(shí)地進(jìn)行錯(cuò)誤信號(hào)的報(bào)警，保障設(shè)備運(yùn)行的安全。

3 在我國煤礦機(jī)電技術(shù)中機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

在煤礦生產(chǎn)的過程中，大多數(shù)的煤礦都存在生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣的問題，同時(shí)生產(chǎn)過程中的高風(fēng)險(xiǎn)性也是我們?cè)谏a(chǎn)過程中需要注意和改進(jìn)的地方。因此，很多的煤礦在生產(chǎn)的過程中利用機(jī)器人來代替現(xiàn)場施工人員進(jìn)行工作，這樣就能夠最大限度地降低煤礦生產(chǎn)過程中對(duì)于工作人員的危害性。同時(shí)在地下煤礦生產(chǎn)的過程中由于其潮濕、充滿有毒氣體以及粉塵的工作環(huán)境，工作人員容易在長時(shí)間并且高強(qiáng)度的工作過程中產(chǎn)生較為嚴(yán)重的身體不適問題，這樣對(duì)于工作人員的人身健康以及生活質(zhì)量也是有非常大的影響，嚴(yán)重的情況下會(huì)對(duì)工作人員的生命造成威脅。因此在我國煤礦生產(chǎn)的過程中采用機(jī)器人來代替人工是一項(xiàng)非常有效的措施，對(duì)煤礦生產(chǎn)的發(fā)展有非常重要的指導(dǎo)意義。

目前我國煤礦生產(chǎn)過程中應(yīng)用的機(jī)器人主要有4種，首先是鑿巖機(jī)器人，其次是采煤機(jī)器人，再次是支護(hù)機(jī)器人，最后是裝載機(jī)器人。在這4種機(jī)器人應(yīng)用的過程中，主要的組成部分基本類似，包括控制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、操縱機(jī)構(gòu)系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。根據(jù)目前的發(fā)展研究方向，我國煤礦生產(chǎn)過程匯總的救災(zāi)機(jī)器人已經(jīng)在進(jìn)行研制和開發(fā)，未來有可能取代人的力量來進(jìn)行煤礦生產(chǎn)安全事故的救援工作。

4 我國煤礦機(jī)電技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

目前，煤礦機(jī)電技術(shù)正向著大容量、大功率、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。我國煤礦機(jī)電技術(shù)雖然得到了一定的發(fā)展，但是，與世界先進(jìn)水平仍然存在著較大的差距，未來煤礦機(jī)電技術(shù)將會(huì)有以下特點(diǎn)：

（1）通信功能加強(qiáng)，未來更加注重設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，因此，通信功能必然會(huì)廣泛應(yīng)用于未來煤礦機(jī)電技術(shù)。

（2）傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在井下惡劣的環(huán)境下也能準(zhǔn)確測量被測信號(hào)，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。

（3）新技術(shù)將更加廣泛地應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中，例如光纖、紅外線、雷達(dá)等用于煤礦機(jī)電一體化的產(chǎn)品，這些新技術(shù)將更加適應(yīng)于井下環(huán)境。

結(jié)語

根據(jù)上文的闡述 ，我國的機(jī)電技術(shù)在我國的煤礦生產(chǎn)過程中有著非常廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也取得了較為可喜的效果，但是在應(yīng)用的過程中還是存在一定的不足，需要我們?cè)诿旱V生產(chǎn)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的過程中，給予必要的分析和創(chuàng)新，最大程度上提升我國煤礦生產(chǎn)的工作效率以及生產(chǎn)安全性。

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