章建華

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)生活用煤的增加，對煤礦的生產(chǎn)提出了更高的要求，以我國煤礦企業(yè)目前的提升和運(yùn)輸系統(tǒng)來講，與國外還有很大的差距，以目前的水平來說很難適應(yīng)發(fā)展的需求，所以需要不斷的借鑒外國的經(jīng)驗(yàn)，加大研究力度，把機(jī)電一體化很好的應(yīng)用到煤礦的提升和運(yùn)輸系統(tǒng)上。內(nèi)裝式提升機(jī)是目前比較領(lǐng)先的技術(shù)，它采用電機(jī)和滾筒一體化的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，系統(tǒng)更加準(zhǔn)確，能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動(dòng)化控制。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

1 前言

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機(jī)械化采煤提出了更高的要求，因此隨之對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式，主要以電力電子器件為核心。

2 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、接口技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。我國在20世紀(jì)80年代成立機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列為“863”計(jì)劃。機(jī)電一體化正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、柔軟性化、系統(tǒng)化發(fā)展，它的發(fā)展對煤炭系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的沖擊，采用機(jī)電一體化產(chǎn)品將大大改善煤礦生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境及安全系數(shù)，同時(shí)在降低能耗、保證安全生產(chǎn)方面也實(shí)現(xiàn)了特定的價(jià)值。它可不必更換設(shè)備，而對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程進(jìn)行必要的調(diào)整、改革，對傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮的血液，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

目前，煤礦應(yīng)用較多的一種采煤機(jī)―電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)典型應(yīng)用。它與舊式采煤設(shè)備相比，它具有以下特點(diǎn)：①牽引特性好?？梢栽诓擅簷C(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。②大傾角煤層也可適用。由于此種采煤機(jī)機(jī)內(nèi)裝有防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，使得新型的電牽引采煤機(jī)可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③響應(yīng)特性良好，靈敏度高。由于其電控系統(tǒng)能及時(shí)自動(dòng)調(diào)整各種參數(shù)，可有效防止超載運(yùn)行。④機(jī)械傳動(dòng)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長。電牽引采煤機(jī)機(jī)械裝置的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較簡單、總體尺寸小、重量輕，能量轉(zhuǎn)換只需一次轉(zhuǎn)換，效率高，能量損失少。一般電牽引除電動(dòng)機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)在礦井提升設(shè)備中的應(yīng)用

因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求越來越高。在國外一些技術(shù)比較先進(jìn)的國家，采用機(jī)電一體化技術(shù)將電機(jī)和滾筒做成一體，即內(nèi)裝式提升機(jī)，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機(jī)械、電子、電力、自動(dòng)控制等技術(shù)的綜合應(yīng)用。而全數(shù)字化提升機(jī)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(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也非常迅速，它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能，雖然在使用上還不完善，但是從煤礦機(jī)械發(fā)展歷史的總體角度看，這畢竟也是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展前進(jìn)的腳步。

3.3 機(jī)電一體化技術(shù)在運(yùn)輸設(shè)備中的應(yīng)用

我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備為帶式輸送機(jī)。由于生產(chǎn)實(shí)際中需要輸送距離長、輸送量大、而帶式輸送機(jī)具有運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)滿足生產(chǎn)的需求，因此，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的研發(fā)工作成為近幾年來機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)，也取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等、多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前我國已經(jīng)自行生產(chǎn)制造了多個(gè)品種和多種類型的帶式輸送機(jī)。

4 對我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

應(yīng)提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度；以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能地選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，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(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時(shí)能快速地對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測；要對礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)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(huán)境下進(jìn)行信號的測量，并保證其測量準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)在當(dāng)前煤礦工作面生產(chǎn)作業(yè)中具有相當(dāng)重要的意義與價(jià)值。無論是從安全監(jiān)督控制，從提升運(yùn)輸設(shè)備，還是從現(xiàn)場采煤設(shè)備的角度上來說，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值都是不容忽視的。同時(shí)，針對在煤礦機(jī)電一體化技術(shù)管理中存在的問題，還需要找準(zhǔn)問題的癥結(jié)所在，從多個(gè)角度入手，對煤礦機(jī)電一體化技術(shù)管理工作進(jìn)行合理的改進(jìn)與優(yōu)化，促進(jìn)其實(shí)踐效益的進(jìn)一步發(fā)揮。

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