煤炭機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊 慧

(陜西煤業(yè)新型能源科技股份有限公司，陜西 西安 710000)

0 引言

新時(shí)代背景下，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)等各種現(xiàn)代技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，以煤炭生產(chǎn)行業(yè)為例，機(jī)電一體化技術(shù)在推動煤炭生產(chǎn)自動化、智能化、信息化發(fā)展方面就發(fā)揮著重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)是結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體的技術(shù)總稱，對于煤炭生產(chǎn)而言，機(jī)電一體化技術(shù)所發(fā)揮的作用不言而喻。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高煤炭生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于其可以保證煤炭生產(chǎn)的安全性。煤炭生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較高，一旦發(fā)生安全問題，將會造成嚴(yán)重的影響和后果。而煤炭機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中，各種新設(shè)備、新技術(shù)的投入應(yīng)用就可以有效降低生產(chǎn)勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。為了充分發(fā)揮煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的作用與價(jià)值，探究其在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤炭機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)與多門技術(shù)相結(jié)合的新型技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。我國在20世紀(jì)80年代后期，綜合機(jī)械化采煤就取得了極大的發(fā)展，而這也極大程度地推動了我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，采煤機(jī)已由以往的液壓牽引轉(zhuǎn)變?yōu)殡姞恳＿M(jìn)入到20世紀(jì)90年代中期，開展了采運(yùn)支機(jī)械微機(jī)監(jiān)控、故障診斷和支架電液微機(jī)技術(shù)，并在這個(gè)過程中研發(fā)大功率電牽引采煤機(jī)。而進(jìn)入到21世紀(jì)后，我國整體煤礦機(jī)電一體化技術(shù)取得了重要發(fā)展與突破，使得我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍越來越廣。

2 煤炭機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 采煤中煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

采煤是煤炭生產(chǎn)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其具有復(fù)雜度、難度、技術(shù)性高的特點(diǎn)，同時(shí)采煤也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，這些對煤炭生產(chǎn)都提出了更高的要求。為了保證采煤的質(zhì)量和安全，就需要煤炭生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用。比如在煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)中，基于采煤環(huán)節(jié)的特點(diǎn)和需求，就可以通過電牽引的方式進(jìn)行采煤施工。電牽引是一種常見的機(jī)電一體化開采方式，相比傳統(tǒng)液壓牽引采煤機(jī)，在電子技術(shù)的應(yīng)用下，電牽引采煤不僅可以實(shí)現(xiàn)高效牽引，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對煤炭的靈活移動，以及可以通過發(fā)電的方式將產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)移至電網(wǎng)進(jìn)行儲存利用。相比傳統(tǒng)液壓牽引采煤機(jī)，電牽引的使用年限也更長，即使長期應(yīng)用，大部分部件都可以保持良好的性能，少有故障發(fā)生。電牽引采煤機(jī)的傳動結(jié)構(gòu)較為簡單，在操作過程中也比較輕便，對促進(jìn)采煤的高效進(jìn)行具有重要的意義。

基于電牽引采煤機(jī)引力大、性能穩(wěn)定、操作簡單、效率高的特點(diǎn)，在采煤中值得積極應(yīng)用。采煤中，電牽引采煤機(jī)的應(yīng)用還需要結(jié)合采煤的實(shí)際情況來選擇相應(yīng)的設(shè)備型號。比如要考慮煤層的堅(jiān)硬程度、厚度、性質(zhì)等因素，進(jìn)而選擇生產(chǎn)率、牽引速度、裝機(jī)功率都匹配的電牽引采煤機(jī)。1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344-PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)以來，我國的電牽引采煤機(jī)有了較快的發(fā)展。

2.2 運(yùn)輸中煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

煤炭生產(chǎn)中，運(yùn)輸是尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其直接決定著煤炭生產(chǎn)的整體質(zhì)量和設(shè)備。隨著煤炭生產(chǎn)量的不斷增加，對煤炭運(yùn)輸也提出了更高的要求，對此，為了提高煤炭運(yùn)輸質(zhì)量和效率，也需要加強(qiáng)對煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。要提升煤炭運(yùn)輸整體水平，首先需要從礦井內(nèi)部進(jìn)行提升。在礦井內(nèi)部運(yùn)輸過程中，不僅需要保證運(yùn)輸效率，還需要提高對安全方面的重視?；谀壳懊禾繖C(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，煤炭生產(chǎn)企業(yè)可以利用礦井中專用提升機(jī)來提升煤炭運(yùn)輸水平。礦井中專用提升機(jī)在很大程度上體現(xiàn)著礦井中的機(jī)電一體化水平。礦井中專用提升機(jī)不僅對驅(qū)動結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效應(yīng)用，同時(shí)還利用了輥筒裝置，所以整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡化，且整體性能較高。隨著機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭運(yùn)輸中的深入應(yīng)用，變頻調(diào)速技術(shù)也引入到了礦井專用提升機(jī)系統(tǒng)中，相比串電阻調(diào)速系統(tǒng)，變頻調(diào)速技術(shù)支撐的礦井中專用提升機(jī)系統(tǒng)，具有調(diào)速精確、速度切換靈活的優(yōu)勢，所以這對提高煤炭運(yùn)輸整體質(zhì)量和效率都具有重要的意義。為了更好地提升煤炭運(yùn)輸整體水平，還需要重視從礦井外部進(jìn)行提升。在煤炭運(yùn)輸過程中，煤炭生產(chǎn)企業(yè)可以通過應(yīng)用帶式運(yùn)輸機(jī)來進(jìn)行煤炭運(yùn)輸。帶式運(yùn)輸機(jī)也是機(jī)電一體化技術(shù)的重要體現(xiàn)，其具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)長距離、大運(yùn)量、持續(xù)性運(yùn)輸。其中特別是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)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。基于煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的帶式輸送機(jī)，由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。

目前在煤炭生產(chǎn)的過程中主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。

2.3 安全監(jiān)控中煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

煤炭生產(chǎn)中安全生產(chǎn)是核心內(nèi)容，只有保證生產(chǎn)安全，才可以保證生產(chǎn)效益。所以在煤炭生產(chǎn)中，安全監(jiān)控是尤為重要的工作內(nèi)容。而基于煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，就可以更好地提高煤炭生產(chǎn)中安全監(jiān)控的有效性。以KJF200、KIJ95等監(jiān)控系統(tǒng)為例，其中就包括對數(shù)字信號處理技術(shù)、體照明技術(shù)、光通信技術(shù)的應(yīng)用，這些監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對煤炭生產(chǎn)過程中瓦斯、溫度、壓力、風(fēng)速、環(huán)境、設(shè)備的全方面監(jiān)測和控制。一旦發(fā)生異常問題，可以提前報(bào)警，這對預(yù)防安全事故的發(fā)生，從而保證煤炭生產(chǎn)安全具有重要的意義。在煤炭生產(chǎn)實(shí)踐中，煤炭生產(chǎn)企業(yè)可以通過應(yīng)用KJF200監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行生產(chǎn)安全監(jiān)控。該系統(tǒng)中軟件包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端、中心站監(jiān)控，硬件系統(tǒng)包括各種傳感器、控制器等，整個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)安全的實(shí)時(shí)、全面、有效的監(jiān)控。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代煤炭生產(chǎn)中，離不開煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其對整個(gè)煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)而言起到了至關(guān)重要的作用。所以為了保證煤炭生產(chǎn)整體水平，煤炭生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用，不斷提高煤炭機(jī)電一體化技術(shù)水平，不斷對技術(shù)進(jìn)行升級和優(yōu)化，以此來為煤炭生產(chǎn)提供保證和支持。在煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的推動下，煤炭生產(chǎn)質(zhì)量、效率可以得到有效保障，同時(shí)也可以為煤炭生產(chǎn)提供安全、良好的環(huán)境，這對推動煤炭生產(chǎn)良好發(fā)展具有重要意義。