機電一體化技術在煤礦生產的應用

章建華

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，生產生活用煤的增加，對煤礦的生產提出了更高的要求，以我國煤礦企業目前的提升和運輸系統來講，與國外還有很大的差距，以目前的水平來說很難適應發展的需求，所以需要不斷的借鑒外國的經驗，加大研究力度，把機電一體化很好的應用到煤礦的提升和運輸系統上。內裝式提升機是目前比較領先的技術，它采用電機和滾筒一體化的設計，結構簡單，操作方便，系統更加準確，能夠實現完全自動化控制。

關鍵詞：煤礦機電一體化技術；應用；發展

1 前言

煤礦機電一體化技術礦井運輸提升產品的應用在煤礦生產中，因為現代化煤礦發展的需要，對煤礦機械化采煤提出了更高的要求，因此隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式，主要以電力電子器件為核心。

2 機電一體化

機電一體化是集機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、接口技術、軟件編程技術等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進了相關技術的發展和進步。我國在20世紀80年代成立機電一體化領導小組，并將該技術列為“863”計劃。機電一體化正朝著智能化、網絡化、微型化、柔軟性化、系統化發展，它的發展對煤炭系統產生了很大的沖擊，采用機電一體化產品將大大改善煤礦生產的勞動強度、工作環境及安全系數，同時在降低能耗、保證安全生產方面也實現了特定的價值。它可不必更換設備，而對產品結構和生產過程進行必要的調整、改革，對傳統的機械工業注入新鮮的血液，實現文明生產。

3 機電一體化技術在煤礦生產中的應用

3.1 機電一體化技術在采煤機中的應用

目前，煤礦應用較多的一種采煤機―電牽引采煤機是機電一體化技術典型應用。它與舊式采煤設備相比，它具有以下特點：①牽引特性好。可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發電制動，向電網反饋電能。②大傾角煤層也可適用。由于此種采煤機機內裝有防止機器下滑的制動器，使得新型的電牽引采煤機可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③響應特性良好，靈敏度高。由于其電控系統能及時自動調整各種參數，可有效防止超載運行。④機械傳動簡單、易于實現、工作性能穩定可靠，使用壽命長。電牽引采煤機機械裝置的傳動結構比較簡單、總體尺寸小、重量輕，能量轉換只需一次轉換，效率高，能量損失少。一般電牽引除電動機的電刷和整流子有磨損外，其它元件較少磨損，因此比較可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。

3.2 機電一體化技術在礦井提升設備中的應用

因為現代化煤礦發展的需要，對井下、井上的運輸和提升系統的要求越來越高。在國外一些技術比較先進的國家，采用機電一體化技術將電機和滾筒做成一體，即內裝式提升機，機械結構大大簡化，充分體現了機械、電子、電力、自動控制等技術的綜合應用。而全數字化提升機高度可靠，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。我國，大多數煤礦井下生產已經實現了皮帶化。計算機控制系統的應用也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，雖然在使用上還不完善，但是從煤礦機械發展歷史的總體角度看，這畢竟也是機電一體化技術發展前進的腳步。

3.3 機電一體化技術在運輸設備中的應用

我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備為帶式輸送機。由于生產實際中需要輸送距離長、輸送量大、而帶式輸送機具有運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點滿足生產的需求，因此，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發工作成為近幾年來機電一體化技術的研究重點，也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等、多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。

4 對我國煤礦機電一體化技術的思考

應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品，在設計煤礦機電一體化產品時，應盡可能地選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網絡進行連接通信控制；煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平，能判斷機電設備和周圍環境的狀態，使設備能自動適應環境并以最優的狀態工作，同時能快速地對所采集的參數進行分析，從而對故障進行診斷，再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數字化、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境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能；要關注國內外高新技術的發展，將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品，從而提高煤礦現代化，達到煤礦自動化生產。

5 結束語

機電一體化技術在當前煤礦工作面生產作業中具有相當重要的意義與價值。無論是從安全監督控制，從提升運輸設備，還是從現場采煤設備的角度上來說，機電一體化技術的應用價值都是不容忽視的。同時，針對在煤礦機電一體化技術管理中存在的問題，還需要找準問題的癥結所在，從多個角度入手，對煤礦機電一體化技術管理工作進行合理的改進與優化，促進其實踐效益的進一步發揮。

參考文獻：

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[2] 張旭.煤礦機電一體化技術應用探究[J].中小企業管理與科技，2010.