摘要：煤炭是我國(guó)重要的能源，煤炭工業(yè)的大力發(fā)展，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而，近年來各級(jí)煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文主要就機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用進(jìn)行了研究分析。

　　關(guān)鍵詞：煤礦,機(jī)電一體化,應(yīng)用

　　1.概述

　　機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)包括基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)動(dòng)技術(shù)。而在在礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工藝的先進(jìn)與否直接影響整個(gè)礦井的生產(chǎn)能力。因此，要盡量選用先進(jìn)的采煤工藝，從而到礦井的高產(chǎn)高效的目的。隨著我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動(dòng)化在礦上的應(yīng)用目益增多。因?yàn)槊旱V是高危行業(yè)，提高機(jī)電設(shè)備自身的安全可靠程度和自動(dòng)化程度，最大減少用人，是實(shí)現(xiàn)礦井長(zhǎng)治久安的關(guān)鍵所在，因此煤礦機(jī)電的自動(dòng)化有力推動(dòng)了企業(yè)安全高效、又好又快發(fā)展。

　　2.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用

　　2.1 機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用。礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)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(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。“九五”期間，國(guó)產(chǎn)數(shù)字化直流提升機(jī)已成為煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國(guó)研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠。此外，我國(guó)還應(yīng)用SIMADYND和S7研制成功了第一臺(tái)交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。目前，最大裝機(jī)容量已達(dá)到5000kW，主、副井提升機(jī)可做到全自動(dòng)化，不需要專門的絞車司機(jī)。

　　2.2 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用。電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn):①良好的牽引特性:可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在40°~50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。④反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好:電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高:電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。

　　2.3機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用。帶式輸送機(jī)由于長(zhǎng)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(dòng)化等特點(diǎn)，已成為我國(guó)煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。因此，成為近幾年來機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門為平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國(guó)帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能不知過多，一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度和運(yùn)量。而且，輸送機(jī)的監(jiān)控設(shè)備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在顯著的差距。

　　2.4其他煤礦機(jī)電一體化裝置。液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國(guó)神華集團(tuán)大柳塔礦采用從德國(guó)和美國(guó)引進(jìn)的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達(dá)3s/架。電液控制裝置還可檢測(cè)支架的工作狀態(tài)。

　　煤礦供電的特點(diǎn)是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿足大功率設(shè)備的要求。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小，使用壽命長(zhǎng)的真空開關(guān)。采用集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)。

　　3.對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

　　在20世紀(jì)，我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié)，但相對(duì)國(guó)外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。

　　應(yīng)提高我國(guó)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度;以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠;對(duì)于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制;煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時(shí)能快速地對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對(duì)故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對(duì)以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測(cè);要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測(cè)量，并保證其測(cè)量準(zhǔn)確度，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;要關(guān)注國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

　　4.結(jié)束語

　　隨著煤礦生產(chǎn)不斷向深部水平發(fā)展，對(duì)控制水平和規(guī)模的要求越來越高，從而又加速了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，目前各種高新技術(shù)的發(fā)展，如網(wǎng)絡(luò)、光纖、人工智能及生物工程等高新技術(shù)已滲入到機(jī)電一體化技術(shù)之中，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能更強(qiáng)大、性能更優(yōu)越，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能越來越強(qiáng)，智能化程度也越來越高，因此采用新的機(jī)電一體化技術(shù)裝備的煤礦，能夠使企業(yè)獲得更加顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這也是一個(gè)煤礦企業(yè)循環(huán)促進(jìn)不斷發(fā)展的過程。

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