煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展

陶甲甲 馬彥興 王建立

摘 要：對(duì)于煤礦生產(chǎn)而言，綜采設(shè)備的機(jī)電一體化是其開(kāi)采技術(shù)升級(jí)的重要推動(dòng)力量，具有重大的意義。本文首先從礦井運(yùn)輸設(shè)備、液壓支架以及采煤機(jī)三個(gè)方面分析了煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展的現(xiàn)狀，然后再分別從智能化發(fā)展、系統(tǒng)化發(fā)展以及綠色發(fā)展三個(gè)方面探討了未來(lái)煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn)；綜采設(shè)備；機(jī)電一體化

前言

煤礦綜采設(shè)備的機(jī)電一體化簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)在煤礦綜采設(shè)備中引入電子技術(shù)把電子化設(shè)計(jì)以及機(jī)械裝置融合起來(lái)，形成一個(gè)新的系統(tǒng)。但需要注意的是機(jī)電一體化并不等同于簡(jiǎn)單地將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)拼湊起來(lái)，而是通過(guò)電子技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置的各項(xiàng)功能的升級(jí)。在煤礦生產(chǎn)中，機(jī)電一體化無(wú)疑是煤礦綜采設(shè)備一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。

1 煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展的現(xiàn)狀分析

機(jī)電一體化對(duì)于煤礦綜采設(shè)備生產(chǎn)能力的提升有重大的促進(jìn)作用，因此無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外都受到了很大的重視。經(jīng)過(guò)多年研究和開(kāi)發(fā)，我國(guó)的煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，并且相關(guān)的設(shè)備大部分也已經(jīng)完成的國(guó)產(chǎn)自主化，煤礦綜采設(shè)備的機(jī)電一體化水平得到了有效的提升。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦綜采設(shè)備中的應(yīng)用主要包括以下四個(gè)方面：

一是礦井運(yùn)輸設(shè)備的機(jī)電一體化。運(yùn)輸提升系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位，運(yùn)輸能力的高低直接影響著煤礦生產(chǎn)的實(shí)際生產(chǎn)能力。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以改善礦井運(yùn)輸設(shè)備的各項(xiàng)功能，對(duì)于井上井下運(yùn)輸能力的提升具有積極的作用。在國(guó)內(nèi)，大巷運(yùn)輸系統(tǒng)的機(jī)電一體化水平得到了巨大的提升，通過(guò)以電子器件為核心，以直流式交流變頻為驅(qū)動(dòng)方式的帶式輸送機(jī)的應(yīng)用，提高了整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸能力。而在國(guó)外，煤礦運(yùn)輸提升系統(tǒng)的機(jī)電一體化水平的發(fā)展更進(jìn)一步，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了具有更好的電氣控制效果的機(jī)電一體化提升系統(tǒng)，如交變頻調(diào)速提升機(jī)和磁阻電機(jī)等。

二是液壓支架的機(jī)電一體化。液壓支架在煤礦開(kāi)采中發(fā)揮著重要的支護(hù)作用，是綜采設(shè)備的重要組成部分。通過(guò)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)液壓支架的電液控制，使其支護(hù)控制性能更加安全可靠，很好地滿足了煤礦生產(chǎn)安全、高效的要求。在國(guó)內(nèi)，液壓支架自移多使用上世紀(jì)末的機(jī)電一體化技術(shù)成果，有效的提高了液壓支架的適應(yīng)性。在國(guó)外，液壓支架的機(jī)電一體化發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了微電控制，使得煤礦綜采設(shè)備的機(jī)電一體化又向前邁進(jìn)了一步。

三是采煤機(jī)的機(jī)電一體化發(fā)展。采煤機(jī)的開(kāi)采能力是煤礦產(chǎn)能的直接體現(xiàn)，因此采煤機(jī)的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)歷來(lái)都受到高度的重視，在綜采設(shè)備中采煤機(jī)的機(jī)電一體化程度是最高的。首先在采煤機(jī)牽引部分進(jìn)行了機(jī)電一體化升級(jí)，通過(guò)直流電牽引來(lái)改造采煤機(jī)的動(dòng)力裝置，從而使采煤機(jī)能夠以負(fù)載情況來(lái)進(jìn)行牽引速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是另一種有效的動(dòng)力裝置，可以通過(guò)交流變頻方式來(lái)進(jìn)行牽引速度的調(diào)節(jié)。機(jī)電一體化優(yōu)化了采煤機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高了電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率，使其可以達(dá)到百分之九十九。其次采煤機(jī)的機(jī)電一體化還體現(xiàn)在通過(guò)微處理器以及天然射線法來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)滾筒采高的目的。最后電氣一體化的采煤機(jī)還可以利用紅外線進(jìn)行支架數(shù)目的計(jì)算，進(jìn)而幫助進(jìn)行采煤機(jī)工作面位置的確定，推動(dòng)了采煤機(jī)無(wú)線電遙控操作的進(jìn)行。另外，機(jī)電一體化技術(shù)使得采煤機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)，推動(dòng)了采煤機(jī)故障診斷的數(shù)字化。

2 煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展的方向探討

在新形勢(shì)下，我國(guó)的煤礦生產(chǎn)出現(xiàn)了新的變化，煤礦生產(chǎn)更加趨向于少人化，未來(lái)甚至要實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的發(fā)展。煤礦綜采設(shè)備的開(kāi)發(fā)正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段，同時(shí)綜采設(shè)備的發(fā)展也會(huì)受到這一目標(biāo)的影響，并為這些目標(biāo)服務(wù)。煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展主要有一下幾個(gè)方向。

2.1智能化的發(fā)展

在當(dāng)前，雖然煤礦綜采設(shè)備的機(jī)電一體化已經(jīng)處在一個(gè)較高的水平上，其自動(dòng)化程度相較于以往已經(jīng)有了很大的提升。這對(duì)于煤礦生產(chǎn)的少人化、自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，保障煤礦生產(chǎn)的安全具有重大的促進(jìn)作用。但是，煤礦綜采設(shè)備的自動(dòng)化水平還有進(jìn)一步的提升空間，而應(yīng)用智能技術(shù)無(wú)疑是進(jìn)一步提升煤礦綜采設(shè)備自動(dòng)化水平，并最終實(shí)現(xiàn)煤礦綜采設(shè)備的智能化的關(guān)鍵。在目前煤礦的綜采設(shè)備無(wú)論是采煤機(jī)，還是運(yùn)輸設(shè)備都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到智能化的真正要求，將智能化技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)開(kāi)采、運(yùn)輸、故障診斷、監(jiān)測(cè)與排查的智能化無(wú)疑是綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化的重要追求。

2.2系統(tǒng)化的發(fā)展

在煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展的過(guò)程中，單機(jī)設(shè)備的機(jī)電一體化已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水準(zhǔn)。隨著各種單機(jī)煤礦綜采機(jī)電一體化設(shè)備的推廣，在設(shè)備使用中涉及到的技術(shù)種類(lèi)也更加繁雜多樣，這使得綜采設(shè)備的整體性操作遇到了不小的困難，因此在煤礦綜采設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展中必須解決整體性操控的問(wèn)題。通過(guò)將各種單機(jī)煤礦機(jī)電一體化綜采設(shè)備進(jìn)行整合，以一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)將各類(lèi)設(shè)備組合成一套具有良好操作性的系統(tǒng)，是其中一個(gè)發(fā)展思路。機(jī)電一體化煤礦綜采設(shè)備的整體系統(tǒng)化大勢(shì)所趨，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)化的整合，各個(gè)不同的設(shè)備之間將實(shí)現(xiàn)更加有效的協(xié)調(diào)和配合，對(duì)于煤礦生產(chǎn)效率的提高具有很大的促進(jìn)作用。

2.3綠色發(fā)展的趨勢(shì)

眾所周知，傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)對(duì)于自然環(huán)境具有很大的破化，會(huì)帶來(lái)一定的環(huán)境污染。滿足環(huán)境保護(hù)的相關(guān)要求是煤礦生產(chǎn)的重要前提，煤礦綜采設(shè)備的機(jī)電一體化發(fā)展也必須以實(shí)現(xiàn)環(huán)保、綠色的煤礦開(kāi)采為目標(biāo)。在機(jī)電一體化發(fā)展的過(guò)程中，煤礦綜采設(shè)備必須綜合應(yīng)用各種機(jī)械技術(shù)、微電子電子技術(shù)、信息技術(shù)、智能化技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦的精細(xì)化和集約化生產(chǎn)，使得設(shè)備的效率得到提高，能耗得到降低，減少對(duì)環(huán)境的破化和污染，滿足節(jié)能環(huán)保的要求。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)是提高煤礦綜采設(shè)備效能的重要技術(shù)手段，經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的探索和改進(jìn)機(jī)電一體化的煤礦綜采設(shè)備已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)當(dāng)中。煤礦綜采設(shè)備的機(jī)電一體化深刻改變了煤礦生產(chǎn)的面貌，推動(dòng)了其集約化和精細(xì)化發(fā)展，使其安全性和綠色環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有了更加有力的保障。

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