摘 要：機(jī)電一體化隨著生產(chǎn)與科技的發(fā)展而逐漸被賦予新的內(nèi)容，其產(chǎn)品由于融合了多項(xiàng)工藝而具有先進(jìn)性、系統(tǒng)性與科學(xué)性?，F(xiàn)代煤炭領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的推廣與應(yīng)用提供了廣闊空間，并為促進(jìn)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電；煤礦生產(chǎn)；機(jī)電一體化

1 前言

煤礦開采技術(shù)的發(fā)展使生產(chǎn)能力不斷提高，并不斷出現(xiàn)新型配套機(jī)械設(shè)備。煤礦機(jī)電一體化融合了微電子、人工智能、自控、傳感等技術(shù)，使煤炭生產(chǎn)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要作用。

2 煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

在煤礦生產(chǎn)中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要涉及計(jì)算機(jī)、機(jī)械、自控等一些技術(shù)。而礦井生產(chǎn)中，最重要的是監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不能連續(xù)停機(jī)，否則就會(huì)威脅到礦工的生命安全。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，通過局域網(wǎng)使數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)同步模式，軟硬件的結(jié)合而使數(shù)據(jù)庫與主機(jī)同步，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上傳、圖形顯示、數(shù)據(jù)檢索等功能，經(jīng)在礦井中監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，發(fā)揮了良好的效果。

2.2 煤礦運(yùn)輸機(jī)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展增加了用煤量，而目前國內(nèi)煤礦企業(yè)的運(yùn)輸與提升系統(tǒng)與國外差距較大，不能適應(yīng)發(fā)展的需求，因此需借鑒國外的成熟技術(shù)，并開展相關(guān)研究，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦運(yùn)輸與提升系統(tǒng)中。當(dāng)前技術(shù)比較先進(jìn)的設(shè)備是內(nèi)裝式提升機(jī)，它在設(shè)計(jì)中采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電機(jī)滾筒一體化設(shè)計(jì)，操作便捷，在控制實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。國內(nèi)很多煤礦在運(yùn)輸生產(chǎn)上已普遍采用了大規(guī)模的皮帶式強(qiáng)力運(yùn)輸機(jī)，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大輸送量的連續(xù)輸送，具有運(yùn)行安全效率高，自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。在控制系統(tǒng)監(jiān)控下，具有自我診斷和保護(hù)功能。盡管在自動(dòng)化方面還存在一些不足，但已在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善。

2.3 采煤機(jī)

國內(nèi)眾多煤礦都使用綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)，對(duì)于促進(jìn)煤礦自動(dòng)化的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。起初使用的是液壓牽引采煤系統(tǒng)，目前已發(fā)展為電牽引采煤系統(tǒng)。相對(duì)于液壓裝置而言，機(jī)電一體化牽引技術(shù)具有以下五個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是牽引特性好，能夠?yàn)椴擅簷C(jī)克服阻力，為其提供有效的牽引力，并在下滑時(shí)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能；二是因設(shè)置有防止下滑的制動(dòng)裝置，因此可以在大傾角煤層進(jìn)行工作；第三是運(yùn)行可靠性更高，由于該設(shè)備整體磨損小，故障少，維修少，因此可以在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作；第四是該設(shè)備具有良好的動(dòng)態(tài)性，可以利用控制系統(tǒng)對(duì)各種參數(shù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；第五是體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用效率高。由于電牽引采煤機(jī)已采用計(jì)算機(jī)控制，可以實(shí)現(xiàn)支架自動(dòng)化，此外，將微機(jī)監(jiān)控裝置配置在工作面刮板運(yùn)輸機(jī)中，可以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

采煤機(jī)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，對(duì)于提高采煤機(jī)設(shè)備的整體動(dòng)作協(xié)調(diào)性、安全性、操作方便性、可靠性以及工作效率都具有重要作用，產(chǎn)生了非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.4 帶式輸送機(jī)

由于具有輸送量大、可長(zhǎng)距離輸送、效率高、運(yùn)行可靠及自動(dòng)化等有優(yōu)點(diǎn)，帶式輸送機(jī)逐漸成為煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的重要運(yùn)輸設(shè)備。當(dāng)前主要應(yīng)用機(jī)電液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置為煤礦平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷所采用的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置，一臺(tái)或多臺(tái)CST能夠驅(qū)動(dòng)一條皮帶運(yùn)輸機(jī)，因動(dòng)態(tài)分析、在線監(jiān)控及啟動(dòng)延遲等技術(shù)目前還未完全解決，因此帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)通常為三點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，在一定程度上限制了輸送機(jī)運(yùn)量與單機(jī)長(zhǎng)度。而輸送機(jī)監(jiān)控設(shè)備在功能、靈敏度、可靠性及壽命等方面與國外同類的先進(jìn)設(shè)備相比還存在很大差距。

2.5 支護(hù)設(shè)備

煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面上的支護(hù)設(shè)備被稱為液壓支架，液壓支架正融合計(jì)算機(jī)與液壓控制技術(shù)，向電液控制方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)雙向鄰架定壓或自動(dòng)移架成組，可有效減少其對(duì)頂板與支架產(chǎn)生的沖擊載荷。為液壓支護(hù)設(shè)備提供高壓液體的裝置是乳化液泵站，由于其高壓、大流量的供液能力較強(qiáng)，因此可以結(jié)合工作面液壓支護(hù)設(shè)備的用液量對(duì)供液量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。國內(nèi)的智能型乳化液泵站系統(tǒng)通常包括自動(dòng)配液系統(tǒng)和供液系統(tǒng)兩部分，能夠根據(jù)油箱油位高度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和配液，自動(dòng)控制高、低液位，對(duì)乳化液濃度實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和自動(dòng)校正，濃度不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并定時(shí)自動(dòng)反沖洗，可對(duì)實(shí)際用液量進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，通過液晶顯示器對(duì)乳化液各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

2.6 掘進(jìn)機(jī)

國內(nèi)很多煤礦使用掘進(jìn)機(jī)做為掘進(jìn)機(jī)械，通常利用礦用隔爆安全型開關(guān)箱和操作箱、控制按鈕、電鈴、照明燈、掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)、低濃度甲烷傳感器等構(gòu)成掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)做為掘進(jìn)機(jī)的電氣部分，配合液壓系統(tǒng)操作完成整機(jī)的各種工作。

3 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，以及受到采掘環(huán)境變化與采掘方法優(yōu)化的影響，相關(guān)技術(shù)設(shè)備會(huì)向著可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)的方向不斷發(fā)展。

一是從布局與供電等級(jí)角度看，地面特高供電等級(jí)會(huì)由目前的35千伏升高到60千伏。供電綜采工作面目前采用3千伏，而采用10千伏供電的機(jī)電設(shè)備也已逐漸應(yīng)用?？刂圃O(shè)備與供電環(huán)節(jié)的增多，帶動(dòng)纜線長(zhǎng)度及分布網(wǎng)絡(luò)也逐漸發(fā)生變化，而普遍應(yīng)用移動(dòng)式供電設(shè)備；二是從單個(gè)設(shè)備電功率角度看，采煤機(jī)、工作面刮板輸送機(jī)等成套機(jī)電設(shè)備逐漸向高效率、大功率、重型方向上發(fā)展，采用機(jī)電一體化技術(shù)后，與過去應(yīng)用的設(shè)備功率相比已翻倍；三是從噸煤用電比例角度看，噸煤用電比例會(huì)逐漸升高，尤其是在運(yùn)輸環(huán)節(jié)上，耗電比例也會(huì)逐漸上升；四是從設(shè)備控制手段角度看，控制手段將向遠(yuǎn)距離控制、線控制及集中控制的主流方向發(fā)展?？删幊炭刂破髋c單片機(jī)的應(yīng)用，標(biāo)志著軟件控制會(huì)逐漸被硬件控制所取代。操作界面更加簡(jiǎn)潔和準(zhǔn)確，模糊控制將會(huì)被量化控制所代替。不斷升級(jí)的智能控制、遠(yuǎn)程控制及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控會(huì)逐漸成為未來的發(fā)展趨勢(shì)；五是從安全保護(hù)內(nèi)容上看，具有過載、風(fēng)電與瓦斯電閉鎖、過欠壓、三相平衡等眾多保護(hù)功能的智能型綜合保護(hù)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)真空斷路器漏氣報(bào)警功能的真空隔爆開關(guān)、具有機(jī)械電氣互鎖保護(hù)、高低壓連鎖保護(hù)等功能的電氣設(shè)備將會(huì)被廣泛應(yīng)用；六是從設(shè)備性能、質(zhì)量上看，設(shè)備質(zhì)量的提高，性能的完善離不開機(jī)電一體化的推廣應(yīng)用，可以看到，在調(diào)試設(shè)置得當(dāng)，遵章操作情況下，基本不會(huì)發(fā)生諸如電動(dòng)機(jī)燒毀等影響設(shè)備運(yùn)行的嚴(yán)重故障。

4 結(jié)束語

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)研究與應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生重大突破，以提高煤礦生產(chǎn)效率，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)安全高效的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張艷波（1963-），女，現(xiàn)工作于七臺(tái)河礦業(yè)精煤集團(tuán)有限責(zé)任公司三和分公司，主要從事煤礦機(jī)電技術(shù)工作。