機電一體化在煤礦生產設備中的應用分析

吳亞東

【摘 要】 近年來，隨著科技的進步，促進了機電一體化技術的發展，并且在礦山機械中得到廣泛應用，不僅降低了礦山機械能耗，而且提高了礦山機械采礦效率，有效促進煤礦行業的快速發展。基于此，本文闡述了煤礦電一體化技術的主要特征，對煤礦機電一體化應用的現狀問題與機電一體化在煤礦生產設備中的應用進行了探討分析。

【關鍵詞】 煤礦機電一體化 特征 現狀問題 生產設備 應用

一、煤礦電一體化技術的主要特征

1、具有提高生產效率的特征。例如井下應用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，應用變頻起動、PLC控制系統，節電量就為30%左右，同時提高了生產效率。

2、適用范圍大的特征。機電一體化具有復合技術和功能，不具有單技術、單功能的局限性，這使得機電一體化產品的功能得到很大提高，也深化了自動化的程度。機電一體化產品具有的自動和智能功能可以輕松應對用戶的需求。

3、具有在線監控、自動報警及故障自診的特征。即對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態監控，出現故障能動報警并準確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低應用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的應用壽命。

二、煤礦機電一體化應用的現狀問題分析

科技的進步發展以及各種智能技術的開發與利用，全方位提高了機電一體化水平，并且有效結合了計算機技術。目前我國煤礦機電一體化還存在著很明顯的不足，但仍然取得了顯著進步，比如先進采煤機的應用是最明顯標志，其不僅大大的提高了產量，還增加了安全性；綜合液壓支架的應用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設備的安全；鋼絲繩損耗定量檢測系統，這一系統就充分利用了計算機的作用，精確的計算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無形；此外，還有很多其他技術的利用也充分體現了我國煤礦機電一體化的進程，例如：提升機交流電控系統、LC煤礦提升機綜合后備保護裝置、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等等。雖然我國在機電一體化的進程方面和西方發達國家差不多，但在具體的技術和應用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機械設備上也存在著明顯的落后趨勢，舉例來說：國外現在最流行的一種SL500系列采煤機的各種數據在我國暫時研制不出來，并且在交流變頻開采技術等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動化技術方面。

三、機電一體化在煤礦生產設備中的應用分析

1、機電一體化在采煤機中的應用分析。電牽引采煤機是機電一體化在采煤

機的一個典型應用。與液壓牽引相比，其具有以下特征：

1.1具有良好牽引特性的特征。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。

1.2可用于大傾角煤層的特征。牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以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。

1.3運行可靠且應用壽命長的特征。電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。

1.4反應靈敏且動態特性好的特征。電控系統能及時調整各種參數，防止采煤機超載運行。

1.5結構簡單、效率高的特征。電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。

2、機電一體化在提升機中的應用分析。礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。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。

3、機電一體化在帶式輸送機中的應用分析。煤礦帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特征，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化的研究重點。目前主要采用機、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送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。

4、機電一體化在礦井安全生產監控系統中的應用分析。多數煤礦的監控系統應用還存在一些問題，主要問題是傳感器的不足，并且應用過程中，其穩定性相對較差，應用壽命不足，一些研究所和應用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現場應用率不是很高。在國外，由于計算機網絡軟硬件技術發展很快，運行速度和質量也在不斷提高，傳輸介質由同軸電纜發展到光纜，信息媒體由字符發展到聲像，煤礦的安全監控系統有了很大的發展，他們的機電一體化在監控系統上的應用已有了非常高的水平。

結束語

綜上所述，機電一體化的應用發展是實現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電設備更新換代的重要途徑。并且隨著微電子技術以及計算機技術的不斷發展，機電一體化在工程機械領域占據的優勢，受到了越來越多企業的重視，其在煤礦開采中發揮著重要作用，因此對機電一體化在煤礦生產設備中的應用進行分析具有重要意義。

【參考文獻】

[1] 朱家杰. 概述煤礦機電一體化技術的應用[J].中國機械，2015（08）.

[2] 傅志明.淺談機電一體化技術的發展及在煤礦的應用[J].進出口經理人，2016（14）.