機電一體化技術在井工煤礦生產中的應用

摘 要：在我國的能源結構中，煤炭是最重要的組成部分，隨著我國經濟建設的不斷發展，煤炭的運用及開采也越來越多。但我國的煤炭資源大多埋藏比價深，不宜采用露天開采的方式，而多采用井工開采的方式進行開采，在進行井工開采的過程中，隨著深部作業的不斷發展，地溫、瓦斯、礦壓等都在逐步的發生變化，這會使井下開采的難度系數不斷增加，作業危險系數也會有所上升。因此，必須對現代化的機電一體化技術加以運用，在保障生產效率的同時也提高了作業的安全性，文章主要對機電一體化技術在井工煤礦生產的應用展開探討。

關鍵詞：井工煤礦生產；機電一體化技術；應用研究

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0100-02

在煤礦機電一體化技術中，主要是將液壓控制技術、電子技術、機械等進行有機的結合，使煤礦機械的各項操作和使用性能都得到了不斷的改進和提高，如可靠性、經濟性、安全性、操作性、舒適性等，同時其作業效率、作業精度、拆除安裝、使用壽命、后期維護等也得到了改善。目前，在我國的煤礦機械中以微處理器或微機為主要核心的電子控制系統已得到廣泛運用，煤礦機械的很多領域都受到了電子控制技術的影響，如采煤機、提升機等，采煤機主要采用PLC系統和變頻控制系統；提升機主要采用PLC系統，上述技術都可以實現對煤礦機械的在線監控，準確及時的做出故障報警及自診等。

1 機電一體化技術在井工煤礦生產中的主要作用

1.1 有利于生產效率的提高

機電一體化煤礦機械的運用，極大的改變了傳統的落后煤炭開采方式。大量自動化的新型電子設備的運用極大的改變了煤礦開采的作業模式，減輕了人員操作的工作強度，使勞動生產效率得到了大幅的提升。

1.2 有利經濟效益的提高

在煤炭的開采過程中，對煤礦機電一體化技術加以運用，使煤炭開采效率得到了大幅的提高，使煤礦開采企業的經濟效益也得到了改善，礦工也可以得到更多的勞動收益，有利于礦工生活質量的改善。同時，它還可以帶動相關行業的發展，為地方經濟的發展起著極大的推動作用。

1.3 有利于安全保障系數的提高

在傳統的煤礦開采作業環境中，其條件十分的惡劣，通常是在充滿煤塵、潮濕的環境中進行高負荷、長時間地工作，使井下員工的生活質量及身體健康受到極大的影響。機電一體化采煤機械的運用，可以大大減輕煤礦開采工人的工作強度，同時還降低了危險事故的發生幾率，減少了職業病及工傷的發生，有效保障了礦工的生命及財產安全。

2 機電一體化技術在井工煤礦生產中的主要應用

與實踐

2.1 實現在線監控、故障自診及自動報警

采用機電一體化技術可以對煤礦機械的運行狀態進行全線的在線監控，若出現了故障便可以自動的進行報警，并及時的診斷出故障的具體發生部位，大大簡化了設備的檢查維護工作，也節省了機械的使用維修費用，停機維修的時間也得到了極大的縮短，從而有效提高了機器的正常運作效率，延長其使用壽命。

2.2 在供電中的應用

在煤礦開采供電系統中需要具備以下特點，即可靠性高、質量保障、滿足大功率機械設備的使用要求，因此，必須對節能型產品加以運用和推廣。機電一體化技術的運用，在高壓開關柜中選擇使用壽命長、維護量小的真空類開關，并選擇就地補償與集中補償相結合的方法來提高功率，有效減少無功電流及無功功率的損耗。

2.3 在采煤機中的應用

采煤機中對機電一體化技術的應用主要有電牽引式采煤機。該種采煤機械具有極好的牽引性能，可運用于對大傾角煤層的開采。其主要優點有：在牽引電動機的軸端進行制動器的裝設，停機時可以有效防止機器出現下滑，保證了其運行的安全可靠性；其元件不易發生磨損，有效的延長了使用壽命，后期維修費用少，且具有良好的動態性能，反應靈敏；該采煤機的結構簡單，使用效率高。

2.4 在提升機中應用

目前，煤礦機電自動化、一體化技術運用的技術水平最高的就是礦井提升機。全數字化的交直流提升機的運用，特別是內裝式提升機的運用，在結構上可以讓驅動與滾筒進行有機結合，使機械設備的結構得到了極大的簡化，并能充分的將自動控制、機械、計算機、電力電子等進行了綜合式的運用。同時，其全數字化的總線方式，使電器安裝得到了大大的簡化，硬件配置也極其簡單，實現了相互間的兼容。

2.5 在支護設備中的應用

在煤礦綜合機械化采煤工中液壓支架是主要的支護設備，目前電液控制也取得了一定的發展，將液壓控制技術與計算機技術進行有機的結合，開發成組自動式移架及定壓雙向式鄰架，避免對支架及頂板產生過多的沖擊載荷。乳化液泵站主要是對液壓支護設備加以運用以提高液壓的支護裝置，該裝置具備大流量、高壓的供液能力，并可以依照現場的用液量進行自動化的調節。我國目前所使用的智能型乳化液泵站系統，可以對油箱內的油位高度進行自動檢測，并實現自動的配液，有效的實現對液位的自動調控，同時其還具備乳化液濃度的自動校正、乳化液濃度的在線檢測、自動的定時反沖洗、實際用液量的監控等多項功能。

2.6 在掘進機中的應用

目前，許多的煤礦開采都廣泛運用了機電一體化的掘進機械，在電氣部分主要運用的是具有隔爆及安全性能較高的礦用開關箱、操作箱、電鈴、壓扣控制按鈕、照明燈、電動機、傳感器等，構成了整個掘進設備的電氣系統。

2.7 在帶式輸送機中的應用

在井工煤礦的生產過程中，需要運用帶式輸送機進行連續性、長距離的煤炭輸送，同時還必須具備運行性能良好、可靠性高、輸送量大、自動化、效率高等特點，而電機一體化技術在帶式輸送機種的運用，便可以滿足上述條件，且日益成為井下原煤輸送的關鍵性運輸設備。目前，運用較為廣泛的是液、電、機、一體化的可控軟啟動CST裝置，其具備平滑起動、運送慣性大、載荷高等的特點。

3 煤礦機電一體化技術在井工礦煤生產中應用的

主要發展趨勢

3.1 煤礦機器人的研究及開發

為了更好的適應我國深煤礦井的開采需要，煤礦機器人將成為煤礦機電一體化技術的主要開發方向。隨著經濟建設的不斷發展，對能源的需求量也日益增加，而煤炭的開采量也會進一步加大，開采能力及技術也需要不斷的進行提高。在對深礦井進行開采的過程中，其地溫高、瓦斯含量高、地壓大，人體是難以承受的，再加上在地壓的影響下，巷道會發生嚴重變形，突水頻度也會加大，極易引起其他安全事故的發生，因此，用機器人開發和運用，讓其進行井下作業，將成為必然的發展趨勢。

3.2 開發具有自主知識產權的核心技術

雖然我國制造的機電一體化機械設備在運用過程中，取得了不錯的經濟效益和社會效益，但其他發達國家相比還存在著一定的差距，我們必須大力開發有著自主知識產權的核心裝置及核心技術，不斷提高產品設備的通信功能，實現其綜合自動化的發展需要，并不斷對微機及微處理器加以運用，開發出可以進行礦井健康工況監測的檢查設備，以不斷適應各種新形勢的發展，在激烈的市場競爭中占據有利地位。

4 結 語

隨著采煤技術的不斷發展及深部采煤作業的不斷增加，對采煤設備的機械性能也有了越來越高的要求，這也促進著機電一體化技術在井工礦煤生產中的不斷應用及發展。目前，各項高新技術如光纖、網絡、生物工程、人工智能等，已得到廣泛運用及發展，并不斷向機電一體化技術中滲透，使機電一體化的機械設備性能更加優越、功能更加強大，智能化的程度也越來越高，不斷促進我國深礦井采礦技術的發展。

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