現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)探析

白燕清

摘 要：煤礦企業(yè)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠全面提高生產(chǎn)速度與效率，使競(jìng)爭(zhēng)力得到快速提升。文章主要對(duì)煤礦生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行論述，進(jìn)一步提出現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)策略，供廣大同行參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代煤礦企業(yè)；生產(chǎn)；機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用策略

中圖分類(lèi)號(hào)：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0147-02

Abstract： The application of mechatronics technology in coal mine enterprises can improve the production speed and efficiency in an all-round way， so that the competitiveness can be promoted rapidly. This paper mainly discusses the mechatronics technology in coal mine production， and further puts forward the mechatronics technology strategy in modern coal mine production.

Keywords： modern coal mine enterprise； production； mechatronics technology； application strategy

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)能源的需求量也越來(lái)越多，各類(lèi)能源的應(yīng)用全面推動(dòng)著社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)建設(shè)。煤炭資源作為當(dāng)前最為重要的能源之一，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有直接的聯(lián)系。煤礦作為不可再生資源，需要通過(guò)更加科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用，才能精細(xì)開(kāi)采，避免浪費(fèi)與資源損耗。近年來(lái)，技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步，全面推動(dòng)了煤炭行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，特別是在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)電設(shè)備一體化，通過(guò)技術(shù)改良，使煤炭開(kāi)采更加可靠安全，最大限度的減少了人力投入，保證了開(kāi)采人員的自身安全。機(jī)電一體化技術(shù)成為現(xiàn)代煤礦發(fā)展總體方向，全面為煤炭生產(chǎn)服務(wù)。

2 機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀

煤炭開(kāi)采是危險(xiǎn)的作業(yè)，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，有效降低了風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，保證了開(kāi)采環(huán)節(jié)的穩(wěn)定與安全。機(jī)電一體生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和軟件編程技術(shù)，通過(guò)各種學(xué)科綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了一體化發(fā)展。對(duì)天礦井下的生產(chǎn)，需要對(duì)各流程進(jìn)行自動(dòng)控制，使采煤工藝更加先進(jìn)，確保整個(gè)礦井生產(chǎn)能力得到增強(qiáng)。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的全面發(fā)展，給煤炭開(kāi)采帶來(lái)了巨大的變革，煤礦機(jī)電自動(dòng)化在礦上的應(yīng)用日益增多。

煤炭開(kāi)采機(jī)電技術(shù)在上世紀(jì)七十年代初，在我國(guó)就已經(jīng)設(shè)計(jì)并得到應(yīng)用，當(dāng)時(shí)為山西大同礦務(wù)局自主設(shè)計(jì)與研發(fā)，通過(guò)各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)出了綜合型機(jī)械化采煤工作面，這個(gè)工作面的問(wèn)世，表明了我國(guó)機(jī)電一體化問(wèn)世。在多年的使用過(guò)程中，機(jī)電一體化技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了自身的創(chuàng)新發(fā)展，廣泛應(yīng)用到了各個(gè)開(kāi)采環(huán)節(jié)，煤礦生產(chǎn)變得更加穩(wěn)定與安全。目前來(lái)看，雖然我國(guó)是煤炭能源開(kāi)采大國(guó)，但和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在機(jī)電一體技術(shù)應(yīng)用上，還存在較大差距，只有全面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、消化先進(jìn)技術(shù)，才能開(kāi)發(fā)出更加符合我國(guó)煤炭作業(yè)的機(jī)電形式，滿足煤炭生產(chǎn)需求，助推我國(guó)煤礦事業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

3 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)意義

3.1 機(jī)電一體化技術(shù)極大提升了工效

傳統(tǒng)煤炭開(kāi)采生產(chǎn)，主要依靠的是人力作業(yè)，作業(yè)面寬、工作環(huán)境復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大，無(wú)法滿足現(xiàn)代化需要，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中全面應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，這種技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，是對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)方式的重大變革，先進(jìn)設(shè)備代替了傳統(tǒng)手工工作，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性，開(kāi)采方式的重大變革，使新型機(jī)電設(shè)備得到快速開(kāi)發(fā)與廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)型和升級(jí)，大大降低了人力勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了作業(yè)速度，提升了工作效率。

3.2 機(jī)電一體化技術(shù)極大提升了安全系數(shù)

煤礦生產(chǎn)主要是在地下，其工作環(huán)境非常復(fù)雜危險(xiǎn)，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，全面減少了人力資源的投用，使廣大礦工擺脫了繁重、勞累的體力活動(dòng)，避免粉塵滿天飛、潮濕陰暗環(huán)境中高負(fù)荷、長(zhǎng)時(shí)間體力勞作，有效保證了生產(chǎn)的安全性，使煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)更高。通過(guò)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用，不但在開(kāi)采環(huán)節(jié)安全性更好，在運(yùn)輸、提升、裝載等危險(xiǎn)大、任務(wù)重的工作中也發(fā)揮了重要的作用，從根本上實(shí)現(xiàn)了安全作業(yè)、穩(wěn)定生產(chǎn)的目標(biāo)。

3.3 機(jī)電一體化技術(shù)極大提升勞動(dòng)效益

現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，從生產(chǎn)速度上有了全面的提升，煤炭產(chǎn)量增加了，則企業(yè)收益就會(huì)更多，企業(yè)得到了快速的發(fā)展。同時(shí)，企業(yè)發(fā)展創(chuàng)收也增加了人員的收入，全面改善了勞動(dòng)者的生活質(zhì)量，使當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)形成了良性循環(huán)。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，從整體勞動(dòng)效益、社會(huì)效益上實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。

4 煤礦生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用策略

4.1 采煤機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化應(yīng)用

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備較為笨重，操作復(fù)雜，整體運(yùn)行不夠靈活，煤炭開(kāi)采質(zhì)量可想而知。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)代煤礦采煤機(jī)械設(shè)備也有了全面的創(chuàng)新，各種設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，極大的保證了開(kāi)采質(zhì)量。在現(xiàn)代設(shè)備應(yīng)用中電牽引采煤機(jī)的推廣是機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際使用中的典范。這套設(shè)備極大的提高了開(kāi)采效率，保證了生產(chǎn)安全，機(jī)械設(shè)備全面采用了機(jī)電一體化技術(shù)，保證了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備上，保證了生產(chǎn)效能，是傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機(jī)無(wú)法相比的，其優(yōu)勢(shì)更加明顯，整體牽引特性更佳，操作更加靈活。這樣，當(dāng)采煤機(jī)在前進(jìn)的時(shí)候，就能夠保證強(qiáng)勁的牽引能力，使開(kāi)采速度提升。而設(shè)備下滑的時(shí)候，還能夠根據(jù)運(yùn)行情況，自行發(fā)電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制動(dòng)效果，對(duì)于一些大傾角煤層的開(kāi)采，也有著非常明顯的效果，能夠自如運(yùn)行，保證了速度與效率。和傳統(tǒng)的設(shè)備相比，在性能上更加穩(wěn)定，傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機(jī)危險(xiǎn)系數(shù)高，運(yùn)行時(shí)難以精準(zhǔn)控制，只有配備防滑裝置才能保證安全，通過(guò)電牽引采煤機(jī)的制動(dòng)應(yīng)用，大大保證了安全性，即使傾角 400 到500 的煤層也能自如運(yùn)用。現(xiàn)代設(shè)備的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)能力的增加上，更在安全可靠性、使用壽命上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用在煤炭開(kāi)采的各個(gè)流程中。方便簡(jiǎn)單的維修和保養(yǎng)也是現(xiàn)代設(shè)備的一大特征，具有較靈敏的反應(yīng)和較好的動(dòng)態(tài)特性，尤其是外形整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)單、輕便，運(yùn)行操作也更加靈活，只需一次供電就能夠完成機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換效率接近 100%，性能上的優(yōu)勢(shì)，完全滿足了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需要，相對(duì)傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機(jī)轉(zhuǎn)換效率70%而言，其穩(wěn)定性更高，一切的實(shí)現(xiàn)均是機(jī)電一體化技術(shù)有效應(yīng)用的結(jié)果。

4.2 提升機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

煤炭生產(chǎn)離不開(kāi)提升機(jī)，通過(guò)提升使井下煤炭輸送到地面，保證了一定的作業(yè)空間，傳統(tǒng)的提升技術(shù)危險(xiǎn)性大，提升效果不夠。技術(shù)創(chuàng)新使機(jī)電技術(shù)應(yīng)用到了現(xiàn)代煤礦提升機(jī)械設(shè)備上，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用全面提高了提升效果與質(zhì)量，使礦井提升機(jī)性能得到了極大的增強(qiáng)。通過(guò)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用，全面實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字智能交直流控制，內(nèi)裝式提升機(jī)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、性能最穩(wěn)定的提升機(jī)，驅(qū)動(dòng)和滾筒形成了有機(jī)的結(jié)合，同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)做好改進(jìn)與優(yōu)化，設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，操作更加靈便，通過(guò)集計(jì)算機(jī)信息、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子信息技術(shù)的全面應(yīng)用，使提升機(jī)的性能更加穩(wěn)定，安全性和可靠性更強(qiáng)，利用了總線方式全面實(shí)現(xiàn)了電器安裝升級(jí)和優(yōu)化，相關(guān)配件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、兼容性強(qiáng)，根據(jù)生產(chǎn)的情況，能夠全面做好定期更新，確保設(shè)備先進(jìn)性、現(xiàn)代化，機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)械設(shè)備方面的應(yīng)用，有效的保證了煤炭企業(yè)生產(chǎn)效益。

4.3 輸送機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

煤炭的輸送要保證安全，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，傳統(tǒng)的輸送無(wú)法滿足供求，所以說(shuō)，需要通過(guò)技術(shù)改造，全面提高輸送效率，保證穩(wěn)定生產(chǎn)?，F(xiàn)代煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，輸送機(jī)械設(shè)備是最為主要的設(shè)備之一，輸送機(jī)輸送使用的是帶式設(shè)備，這種設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，能夠長(zhǎng)距離、連續(xù)、大量、穩(wěn)定、高效的對(duì)煤炭進(jìn)行快速輸送，保證了煤炭生產(chǎn)的穩(wěn)定安全，帶式輸送與機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合，能夠很好的保證長(zhǎng)距離輸送，其自動(dòng)化能力更好，煤礦生產(chǎn)輸送中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)能力的提高，在煤炭輸送方面也開(kāi)發(fā)出了集機(jī)、電、液為一體的CST可控軟啟動(dòng)裝置，全面在輸送環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，確保了機(jī)械設(shè)備性能更加穩(wěn)定。雖然技術(shù)有了快速的提升，但在實(shí)際應(yīng)用中，還有一些問(wèn)題得不到解決，影響了生產(chǎn)效率，比如說(shuō)受技術(shù)壁壘限制，我國(guó)帶式傳輸機(jī)驅(qū)動(dòng)方式還受限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅(qū)動(dòng)方式上，在設(shè)備一體化上，監(jiān)控設(shè)備儀器還不能達(dá)到應(yīng)用需要，整體靈敏性、可靠性上不夠規(guī)范，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定的差距，只有全面創(chuàng)新技術(shù)形態(tài)，攻關(guān)技術(shù)壁壘，才能開(kāi)發(fā)出性能更加優(yōu)越的輸送設(shè)備，促進(jìn)煤炭事業(yè)健康發(fā)展。

4.4 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

為了保證各生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全穩(wěn)定，需要做好流程監(jiān)控，保證礦井安全生產(chǎn)，通過(guò)機(jī)電一體化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，能夠保證生產(chǎn)的安全。隨著監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新，煤炭生產(chǎn)各流程也實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制，通過(guò)全面的監(jiān)控，對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效把握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并使問(wèn)題得到快速解決，維護(hù)了生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性，同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)該也提高了管理效率與能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，全面提高了傳統(tǒng)生產(chǎn)能力，保證了生產(chǎn)質(zhì)量與安全。煤炭企業(yè)只有全面做好機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)與使用，才能實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)、智能控制與管理，推動(dòng)煤炭生產(chǎn)向無(wú)人作業(yè)、信息管理、自動(dòng)控制方向發(fā)展。

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