淺談高新技術在新型煤礦機械設備中的應用

　　隨著新能源的開發和使用，使得煤炭在我國能源生產和消費中的比例有所下降，但是總產量還是在不斷的增加，面對這樣的現實，勢必要求煤炭生產企業在生產技術、生產方式和生產工藝上不斷進行技術革新，機電一體技術的發展使煤礦機械有了質的飛躍，電控系統從有觸點的繼電器到無觸點的電力電子元器件、計算機、網絡和信息通訊技術等高新技術的廣泛應用，為打造數字煤礦、安全煤礦、高效煤礦提供了可能，是煤礦機械發展的必然趨勢。
　　1　新型采煤機械設備的電控系統
　　目前，國內生產的電牽引采煤機，以多電機橫向布置為總體結構，牽引方式為機載式交流變頻無級調速銷軌式無鏈牽引，電源電壓為3300V，以計算機操作和控制，并能中文顯示運行狀態和故障檢測。電機橫向布置，其整機為多電機驅動，主機架為整體框架式焊接結構。搖臂、破碎裝置與主機架用銷軸鉸接，結構簡化，各部件中的電機均可方便單獨裝入，由導回路、主回路、主控制系統和調速系統四大部分組成。主控系統由主控器、操作顯示站和本安電源三個主要組成。主控器采用PLC控制系統，它的主要作用就是把操作顯示站傳送過來的操作指令以及采集到的各傳感器的控制信號按預先編制好的程序進行處理，處理結果經過驅動電路輸送到各執行機構，以實現對采煤機的有效控制。操作顯示站也是一個計算機系統。它一方面把采煤機的操作變成對應的指令編碼，通過通信電纜輸給主控器；另一方面是將主控器輸出的顯示信息處理后，通過屏幕以漢字和數字字符的形式顯示出來。
　　2　新型掘進機的液壓系統
　　新型掘進機的液壓系統采用負載敏感式變量泵與負載敏感式比例多路閥組成的控制系統，它的主要特點有以下幾點。
　　(1)系統在沒有工作的時候，比例多路閥上公共的負載LS信號通道通過T口卸壓，泵的流量～壓力控制器上的LS也無壓力信號，此時視為無負載狀態。泵的斜盤在2～3MPa壓力作用下，使泵處于最小擺角，此時的壓力是由壓力流量控制器中安裝的彈簧的特性曲線決定的。一般出廠時壓力調整為2.5MPa，泵的溢流流量約2-4L／min。這樣系統在非工作狀態的功率損失最小，系統油液的空循環量較少，可提高油液的使用壽命。
　　(2)系統采用進口件V30D140負載敏感式雙聯變量泵配PSV552／230-3型7聯和PSV55／230-3型4聯，2組負載敏感式比例多路閥，一個泵配一組閥，系統管路配置簡潔、緊湊、清晰，便于組裝和維修。
　　(3)系統能夠與其變化的負載無關地控制執行元件的流量，也就是說不管負載如何變化，執行元件都可以得到恒定的流量。而且多執行元件可在同一時間工作，壓力和流量互相不受影響。具體來說，就是4聯閥上的2個星輪、第一運輸，一個噴水，這4個動作下都能同時長時間工作，而且全部是馬達驅動，不需要頻繁換向，從而影響不到工作運行的平穩性，控制方式為手動定位。這樣工作時將手柄推至換向位后定位不動，然后可進行其他操作。
　　3　提升機系統采用直流或交－交變頻
　　礦井提升機變頻調速控制系統由主軸裝置、動力站、變頻柜、控制臺和監控計算機組成。動力站是由主電機、制動器、減速器和底座組成，主電機通過減速器來向提升機提供牽引的動力。變頻柜是動力站的能量供給單元，通過變頻柜將輸入的工頻電能轉換成頻率可調的電能，從而提供給交流電動機，達到控制交流電動機轉速的目的。利用變頻改造后的提升機，因為變頻器具有完善的保護措施，其可靠性得到很大提高，減少了故障的發生。
　　變頻器采用磁通矢量來控制，使交流電機的調速性能控制精確度很高。穩定的變頻技術應用使提升機基本無維護工作量，減少了維護工人的工作量。使用矢量控制系統可以使調速范圍寬廣，屬于無級調速，低速時穩定性特別好，實現軟停，軟起，消除了以往在電動機硬起動的過程中對電網的沖擊，從而使能源消耗大幅度降低，節能效果非常明顯，據實測可達到20％以上。采用變頻器控制提升機可以降低機器運行時的噪聲、減少機器的發熱量，改善了施工‘的現場環l8rEbVIIOHkxRARayRrRKCUvf1GFuBn2y4faqWOUUQg=境，電控系統自動化程度高，操作簡單，較大的降低了司機的勞動強度和操作難度。
　　交變頻提升機設計的主要特點是：(1)采用INT8098型16位單片微處理器控制，該處理器功能齊全；(2)新型圓形磁場控制具有優良的調速性能，電壓利用率高、輸出轉矩大、轉矩脈動小，有非常好的低頻運轉性能。這種控制方式對電網電壓的波動不會有太大的反應，即在電網電壓波動時仍能輸出穩定的電壓以驅動交流馬達；(3)全新的薄膜面板設置。其操作方便靈活，設置功能齊全，從而使變頻調速器能適應較多的應用場合，并取得最佳的調速性能。
　　4　膠帶輸送機集中控制系統
　　以PLE作為控制核心，用戶界面為工業監測、監視、控制軟件三塊，在主控站能夠實現以下聯鎖功能：(1)主斜井皮帶機與地面生產系統及井下給煤機之間設有連鎖功能，可以“逆煤流起車、順煤流停車”，并能在事故情況下不堆煤；(2)具有集控、單機，手動、檢修等各種工作方式；(3)電控裝置與變頻器、調速型液力耦合器、CST、液體粘性傳動裝置和電軟起動裝置配合，能控制膠帶輸送機的加、減速度，能夠實現皮帶機軟啟動及軟停車，起、停、加、減速度要求控制在a≤0.30m／s2范圍內，能滿足其較低加速度平穩起動和重載起動要求，確保多臺電機之間的功率平衡。
　　自動化集中控制系統的控制設備和監控攝像頭，分別安裝在皮帶運輸機的機頭，機尾和給煤機等處，它能夠在地面煤倉和+100水平第一臺皮帶運輸機處設置兩個控制分站，在調度室設置一個監控總站，這樣，監控總站就可以用于系統的集中監控和自動控制操作，由調度中心的員工在總站發出開、停車指令，各分站即可收到指令，從而按照聯鎖關系自動起、停相應的設備。同時，系統控制還采用模塊化結構、多重抗干擾技術和高防護等級設計，具有集控自動，單機自動等工作方式，能有效確保設備的安全運行。
　　使用膠帶輸送機自動化集中控制系統后，礦井下主運煤系統將可以無人值守，變革了運煤皮帶需要人工操作的歷史。它不僅提升了礦井的原煤運輸力度，降低了礦井工人的勞動強度，而且還有效杜絕了運輸事故的發生，更好的實現了建設安全高效礦井的需求。
　　總之，隨著行業競爭的日趨激烈，煤礦的增加產品、降低耗能、提高生產效率顯得尤為重要，而這些方面的提高需要依靠高新技術的進一步發展，只有進一步研發相關的電力電子，變頻器等領域的高新技術，才能選擇更先進的，更節能，性價比更高的元器件來提高煤礦機械設備的硬件設計水平，降低生產成