述煤礦機(jī)械與機(jī)電一體化技術(shù)

張國(guó)慶

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用是我國(guó)現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)建設(shè)的需求，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)智能化、高效化、自動(dòng)化和安全化，是保障我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的重要保障。同時(shí)，也是優(yōu)化我國(guó)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提升人們生活水平的重要措施。但是目前在煤礦機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中還存在一系列的問(wèn)題，要不斷改善這些問(wèn)題，找到煤礦機(jī)械發(fā)展的方向，不斷完善煤礦生產(chǎn)技術(shù)，減少安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益的不斷增長(zhǎng)?；诖吮疚姆治隽嗣旱V機(jī)械與機(jī)電一體化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用

1、煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化應(yīng)用的意義

煤炭資源是我國(guó)主要的能源之一，高效開(kāi)采煤炭資源是促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重要方面。在煤礦機(jī)械中加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，提高煤礦機(jī)械的智能化和自動(dòng)化也是我國(guó)煤礦機(jī)械今后發(fā)展的主要方向。機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的意義主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1有利于煤礦作業(yè)的安全保障

煤礦開(kāi)采工作和其他工作相比，所面臨的環(huán)境更加惡劣和復(fù)雜，特別是對(duì)于井下作業(yè)來(lái)說(shuō)，保障員工安全尤為重要。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行是保障其運(yùn)作的根本要求，煤礦機(jī)械存在的外部環(huán)境具有潮濕、粉塵大、易燃?xì)怏w濃度高等特點(diǎn)，如果無(wú)法保障機(jī)械的安全運(yùn)行，則容易發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。提高煤礦機(jī)械的自動(dòng)化和智能化水平，減少人為操作的幾率，能夠有效保障工作人員安全以及機(jī)械的運(yùn)行效率，提高機(jī)械運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低機(jī)械操作失誤率，所以，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用有利于煤礦作業(yè)的安全保障。

1.2有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

機(jī)械代替手工實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要途徑。在煤礦機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠進(jìn)一步優(yōu)化勞動(dòng)生產(chǎn)方式與勞動(dòng)資源的結(jié)構(gòu)，減輕工作人員工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)提高煤礦生產(chǎn)的效率，從而提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增加工人的工資收入。

2、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

2.1機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

提升機(jī)是現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中最不可或缺的機(jī)械設(shè)備，機(jī)電一體化技術(shù)與提升機(jī)的結(jié)合效果也是最為顯著的，在要求提升量大、提升速度快的現(xiàn)代重工場(chǎng)合中，基于機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的礦井提升設(shè)備在煤炭產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的提升機(jī)是基于數(shù)字化技術(shù)研制出的大容量全自動(dòng)提升機(jī)，這對(duì)于煤礦企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本、加快生產(chǎn)速度提供了極大的幫助。礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)控制電路組成結(jié)構(gòu)如表1所列。

傳統(tǒng)中對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟停通常采用接觸器、繼電器等進(jìn)行控制，使得控制系統(tǒng)體積過(guò)大，而且接觸器中觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作可能存在不穩(wěn)定性，對(duì)礦井提升機(jī)的控制工作會(huì)產(chǎn)生影響。但是通過(guò)機(jī)電一體化中的PLC控制技術(shù)在礦井提升機(jī)中的結(jié)合，使得該控制系統(tǒng)的可靠性大大提高，與此同時(shí)，對(duì)提升機(jī)中每個(gè)操作點(diǎn)的控制是通過(guò)控制輸入輸出量的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)與觸摸屏、變頻器等工控設(shè)備的結(jié)合使用，可以使操作現(xiàn)場(chǎng)真正做到智能化，減輕了操作人員的工作量并降低了某些設(shè)備的配置成本。

2.2機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械的在線(xiàn)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警以及故障診斷

煤礦生產(chǎn)的環(huán)境復(fù)雜，而且在井下有難以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施監(jiān)控的盲點(diǎn)區(qū)。因此，綜合機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)在礦井地下在線(xiàn)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警以及故障判斷就有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)礦井的在線(xiàn)監(jiān)控主要是指對(duì)機(jī)械設(shè)備的制動(dòng)、液壓等系統(tǒng)以及對(duì)地下情況如道路岔口的監(jiān)控工作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，由于機(jī)電一體化技術(shù)的自動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)響鈴報(bào)警，告知工作人員解決問(wèn)題。與此同時(shí)，實(shí)施監(jiān)控能及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械的故障，有助于保證煤礦的安全生產(chǎn)。

運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦井下實(shí)施各種系統(tǒng)的監(jiān)控，需要與GPRS、微波通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)的配合，這與機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的發(fā)展方向是相符合的。

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)的特點(diǎn)是能夠長(zhǎng)距離連續(xù)運(yùn)輸，效率高，運(yùn)行可靠，吞吐量大，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，是我國(guó)煤礦煤炭輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備，已成為機(jī)電一體化技術(shù)研究的重中之重。現(xiàn)在主要用機(jī)、電、液一體化CST可控軟啟動(dòng)設(shè)備，它的運(yùn)輸方式較為特別，專(zhuān)門(mén)為平滑啟動(dòng)運(yùn)輸大慣性負(fù)載，如煤或金屬礦石的長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)而設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)裝置。帶式輸送機(jī)可以由一個(gè)或多個(gè)CST控制，由于動(dòng)態(tài)分析、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)還未得到解決，所以我國(guó)在帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能太多，一般驅(qū)動(dòng)點(diǎn)為3點(diǎn)，限制了輸送機(jī)單位長(zhǎng)度和容量。此外，輸送機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備功能較少，缺乏可靠程度，靈活性能也不高，同國(guó)外技術(shù)相比差距較大。

3、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備具有智能化、程序化、信息化、體積小、性能可靠、操作方便、維修簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于煤炭的生產(chǎn)，不但減少工人的工作強(qiáng)度，還能夠在很大程度上增加煤礦的生產(chǎn)效率和能力，產(chǎn)生了更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而，我國(guó)煤礦機(jī)電集成技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距，其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)良好。開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以煤炭開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備配套的核心技術(shù)，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心設(shè)備；提高產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需求；基于微處理器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，礦山設(shè)備條件和健康監(jiān)測(cè)和微處理器的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)和專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)；機(jī)器人的機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦仍然是未來(lái)研究的重點(diǎn)之一。