趙鵬舉

摘 要：本文闡述了煤炭企業(yè)機電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，指出了機電一體化技術(shù)的含義及重要性，并從煤礦井下多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)分析機電一體化技術(shù)的實際應(yīng)用情況，為煤炭機電一體化在煤炭企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的應(yīng)用價值提供參考。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；煤炭企業(yè)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.069

0 引言

隨著科技的進步，煤炭生產(chǎn)向著自動化、智能化、系統(tǒng)化方向進展，機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用有利于提高煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率，降低安全事故率，為煤炭企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。但國內(nèi)機電一體化技術(shù)起步較晚，新設(shè)備、新技術(shù)的研發(fā)條件、研發(fā)經(jīng)費、技術(shù)引進等方面存在諸多不足。井下配套生產(chǎn)設(shè)備抗干擾能力及地質(zhì)適應(yīng)性等方面需要不斷完善。因此，通過結(jié)合國外先進技術(shù)及加強自主研發(fā)力度，有助于機電一體化技術(shù)與煤炭企業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)更充分的融合，為煤炭企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

1 煤礦采用機電一體化技術(shù)的意義

機電一體化技術(shù)融合了機械技術(shù)與電子技術(shù)，正向“光機電一體化技術(shù)”方向發(fā)展。機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用主要包括：挖掘、采集、運輸、提升及監(jiān)管等環(huán)節(jié)，常使用的硬件設(shè)備有采煤機械、電動裝置、傳輸裝置、提升裝置等裝置及其配套軟件系統(tǒng)。煤礦機電一體化有利于煤礦企業(yè)實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)，節(jié)能降耗，主要表現(xiàn)在如下方面。

（1）降低勞動強度。機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，采用先進的自動化設(shè)備代替人工在惡劣的工況下從事生產(chǎn)活動，徹底改變了傳統(tǒng)的依靠人工的生產(chǎn)模式。大幅度降低了工作人員的勞動強度，有效的提高了煤炭產(chǎn)量、質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

（2）保證安全生產(chǎn)。在煤炭生產(chǎn)過程中 ，工況條件比較為惡劣，井下煤塵、潮濕、高溫、落煤等因素極大的威脅工作人員的健康及人身安全。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用使煤炭生產(chǎn)過程中采掘、輸送及提升等生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)了機械化作業(yè)。目前采掘設(shè)備可實現(xiàn)人機分離，極大的提高了煤礦的生產(chǎn)安全。安全生產(chǎn)有利于提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1）在采煤過程中的應(yīng)用。目前，采煤機是煤礦井下生產(chǎn)中綜采成套裝備之一，屬于綜采面機、電、液一體化核心設(shè)備。采煤機的應(yīng)用大大降低了勞動強度、提高了生產(chǎn)的安全性，提高煤炭產(chǎn)量及采煤質(zhì)量。其中滾筒式采煤機廣泛應(yīng)用在煤礦綜采面，按牽引控制方式可分為機械牽式、液壓牽式和電牽引式。電牽引采煤機牽引力大、可靠性高、性能穩(wěn)定、操作簡單、方便后期維護，適應(yīng)各種地質(zhì)條件，容易實現(xiàn)微機自動控制。

采煤機的類型及對應(yīng)的型號要適合工作面的工況條件才能發(fā)揮出其性能優(yōu)勢，選用采煤機時主要考慮煤層的堅硬程度、煤層厚度、頂板性質(zhì)、底板性質(zhì)及煤層傾角等因素。選用生產(chǎn)率、采煤高度、截深、截隔速度、牽引速度、牽引力及裝機功率等性能參數(shù)都匹配的采煤機。同時注意采煤機與液壓支架及刮板機的配套關(guān)系。

（2）在安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)、半導(dǎo)體照明技術(shù)及光通信技術(shù)的不斷發(fā)展。出現(xiàn)了許多針對礦井下復(fù)雜電磁環(huán)境的安全監(jiān)控系統(tǒng)。如KIJ95、KJF2000、KJ4 等監(jiān)控系統(tǒng)。其中，最具代表性的是KJF2000監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖1所示，KJF2000監(jiān)控系統(tǒng)由硬件與軟件兩部分組成。硬件系統(tǒng)利用溫度、壓力、氣體、風(fēng)速及氮氧化物等傳感器，將采集的瓦斯氣體含量、一氧化碳濃度、進風(fēng)和回風(fēng)風(fēng)速、環(huán)境溫度及檢測設(shè)備溫度等數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)管中心，通過對檢測值與標(biāo)準(zhǔn)值的比對，發(fā)現(xiàn)異常值時啟動報警裝置，便于預(yù)防安全事故的發(fā)生。同時，為便于局域網(wǎng)及遠程數(shù)據(jù)終端與中心站的實時通信，該系統(tǒng)采用 TCP / IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?？蓪崟r進行曲線查詢、數(shù)據(jù)查詢、斷點查詢及預(yù)警查詢，監(jiān)控數(shù)據(jù)也可按不同類型設(shè)定存儲時間。另外，監(jiān)控系統(tǒng)利用Maplnfo地理信息系統(tǒng)軟件實現(xiàn)監(jiān)控圖像顯示功能，監(jiān)控數(shù)據(jù)可視化、采集信息地圖化。

（3）在煤炭運輸過程中的應(yīng)用。1）在輸送設(shè)備中的應(yīng)用。帶式輸送結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，便于維護，可實現(xiàn)長距離、大運量連續(xù)運輸物料，目前在煤炭生產(chǎn)中屬于重要的運輸設(shè)備。普通帶式輸送機可實現(xiàn)傾角小于20°的煤炭運輸，花紋帶帶式輸送機及深槽帶式輸送機可使用于30°～60°傾角運輸。波紋擋邊輸送機及口袋式時帶式輸送機可實現(xiàn)垂直提升。輸送機的軟啟動裝置目前有CST可控性軟啟動裝置及變頻啟動裝置。軟啟動裝置控制帶式輸送機啟動平滑、運行平穩(wěn)。2）在提升設(shè)備中的應(yīng)用。礦井提升機是煤炭生產(chǎn)中常用的提升設(shè)備，實現(xiàn)煤炭從井下運輸?shù)降孛妗ｋS著機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的不斷融入需要，提升機的提升量大、安全性能高、運行效率都有了顯著提高。變頻調(diào)速技術(shù)也引入到提升機的調(diào)速系統(tǒng)，相比串電阻調(diào)速系統(tǒng)，零件配置少、電氣安裝簡潔，調(diào)速精確、速度切換更靈活、諧波污染小，效率更高。

3 結(jié)論

機電一體化技術(shù)的在煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，極大的提高了煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率及安全性能。隨著煤炭開采難度的增大，機電一體化設(shè)備及各種控制系統(tǒng)需要不斷的完善。才能更好的適應(yīng)煤炭生產(chǎn)的需要。

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