我國煤礦機電一體化的發展

摘要：隨著科學技術的發展，如微電子、網絡、計算機、智能模型以及生物工程等領域的快速發展，機電一體化變成為了一種可能，在礦業資源的開采利用中也彰顯出越來越重要的地位，成為煤礦工業中將高新技術融為一體的標志。本文主要通過對機電一體化的特點進行一定的分析的基礎上，對機電一體化的發展提出新的思路，從而使其更好地為煤炭生產提供服務。

關鍵詞：機電一體化 監控系統 發展

0 引言

機電一體化技術包括基礎的機械技術、與計算機相關的信息技術、系統技術、自動控制技術等這些在21世紀科技發展中的熱門技術。我國的一些大型煤礦企業中，有的已經利用機電一體化技術對煤炭各個系統進行了改造和研發，且都取得了顯著的成效，使機電一體化技術得以成功應用，讓許多煤炭企業認識到了，發展機電一體化技術和產品，對煤礦企業來說，是提高效能和安全性能、實現機械化采煤和煤礦機電產品更新的重要途徑。在我國礦井的生產過程中，采煤工藝是否先進對整個礦井的生產能力都會產生重大的影響。因此，對于我們國內的礦井來說，要盡量選用先進設備，從而提高整個礦井的生產效能，提高經濟效益。隨著我國控制自動化技術的快速發展，煤礦機電一體化在礦上的應用日益增多。而煤礦行業是高危行業，因此提高煤礦的機電設備的安全性能和自動化程度，從而實現用人最大程度的減少，為實現礦井長治久安提供了保證，因此煤礦機電的自動化能夠實現企業安全高效，促進煤炭企業又好又快發展。

1 煤礦機電一體化技術在礦井中應用情況

1.1 煤礦一體化在提升運輸中的應用

在現代化煤礦生產過程中，鑒于實現煤礦高效生產的需要，對煤礦機械化開采提出了很高的發展要求，因此對各個煤區井下、井上的運輸和提升系統都提出了很高的要求。近年來一些國外采煤技術相對先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統大多是在使用皮帶運輸機，這種機械所采用的驅動方式主要是直流式交流變頻驅動裝置，而且主要以電力電子器件作為核心部件，從而實現發展要求。在德國、波蘭等國家，在提高煤礦提升系統方面，高性能、高可靠性的磁阻電機也得到了大量范圍應用。同時，德國也研發成功了內裝式交變頻調速提升機，其機電一體化技術是把電機和滾筒兩者結合為一個整體，這樣兩個或者兩個以上部件的融合的技術，不管是在機械結構設計方面，還是在電氣控制系統方面都將處于世界領先地位。

目前，我國大多數煤礦井下運輸系統也已實現了局部的皮帶化運輸，在大巷中也普遍地運用到強力帶式運輸機運輸的方式。與此同時，隨著計算機控制系統迅速發展，使自身具備及時發現故障、診斷故障、實現自我保護等功能，如在應用過程中出現的軸承溫度、倒轉及斷帶等故障，同時在功能上還不是很全面，在使用上還不能達到一些功效，但是對于機電一體化剛剛興起的產業來說，對于當時來說，這已經是一個非常不錯的開始。近年，我國擁有的直徑在兩米以上的提升機大概1800多臺，這中間90%以上的是交流提升機，而且這些提升機所采用的都是轉差功率消耗型的轉子串電阻，從而實現速度的調節，其絕大多數電控系統部分仍采用繼電器，即接觸器系統，只有其中較小的部分運用可以的是控制型的編程器。直流提升機大多數為發電機拖動的，雖然其中有一部分為可以控制的硅供電系統，但其也都是模擬量的控制形式。可編程控制器使用起來相對而言較簡單，程序設計相對來說也較容易，不需要過于復雜的輸入輸出接口裝置等程序，同時它對外界的干擾也是具有很強抵抗能力的，因此，即使處于比較惡劣的環境下也能進行較長時間的工作。

1.2 實現綜合機械化采煤

上個世紀70年代時，我國第一個綜合機械化采煤工作面誕生了，這是我國自主設計、制造并且裝配的。其在大同礦務局進行試驗，一直到80年代末，該技術在我國煤礦企業中的運用，是我國的煤礦綜合機械化采煤成果中的重大的突破，因為它推動了我國煤礦開采自動化的發展進程，與此同時，采煤機也由液壓牽引漸漸地發展為用電來實現牽引；液壓支架的控制系統也逐漸發展為由計算機來操作，在此實現了以計算機為核心，采用電液控制，實現了移架自動化較快速的發展。與此同時，對工作面刮板運輸機運用微機監控裝置，通過計算機實現自動化控制。這是機電一體化技術在綜合機械化采煤中成功有效的應用典范，使各種設備正趨向于協調性發展，提高了設備的可靠性，為煤炭企業帶來了顯著的經濟效益，從而實現了礦井的安全、高效生產。

1.3 提升礦井安全生產監控系統

我國大多數煤礦都使用監控系統，但從實際效果上來看，還是存在著一些缺陷的，它的主要問題在于傳感器性能的不能全面的滿足實際的需求，在使用過程中，一是穩定性相對較差，二是它的使用壽命不是很長，一些企業和科研機構在這方面投入了大量的人力、物力、財力，對其中許多的關鍵技術也進行了改進和創新，但從現場的使用效果來看，與預期的效果還是有一定的差距。因此各個礦區對這個的使用很少。對國外而言，計算機網絡軟、硬件技術發展速度很快，計算機的運行速度和使用質量也在不斷地提高中，傳輸方式也有所改變，從同軸電纜傳輸方式發展到光纜傳輸方式，信息媒體也逐漸由字符發展到聲像，相對的促進了煤礦的安全監控系統的發展，使他們的機電一體化技術已經普遍運用在監控系統上，實際效果也非常的好。隨著一些高校、科研所和企業加大了對煤礦安全生產監控系統的研究和開發，使得我國煤礦安全生產監控系統即將成為機電一體化在煤礦應用方面發展前景最快、最好的產品。

2 我國煤礦機電一體化技術引發的思考

自進入上個世紀80年代后，我國煤礦機電一體化技術的發展不僅取得了突破性進展，而且機電一體化技術在煤礦的各個環節也都因此得到了廣泛地應用，但相對于煤礦生產較為先進的國家來說，我國的機電一體化技術還是比較落后的。因此，要使我國煤炭行業快速地發展，就要大力促使我國煤礦機電一體化技術達到或者接近于世界先進技術水平，要達到這一目的，要求我們必須熟練掌握信息時代機電一體化技術的特點，熟練運用相關科學技術。

主要可以從以下的幾個方面入手：①通過提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、系列化、標準化和通用化的程度，來達到對產品的性能和效能的提高；②由于計算機具有超強的運算和存貯能力，我們可以把計算機作為機電一體化的核心裝置，并且其又有著體積和功耗小等特點，因此它對于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品來說更加的適合，因此我們在設計煤礦機電一體化時，應盡量地選用功能強大的計算機，像：嵌入式計算機，可更好的保證產品工作的可靠性；③實現新開發的煤礦機電一體化產品具有較強的通信功能，同樣，應當選擇開放性和可靠性相對較高的通信模塊，更好的實現控制網絡連接通信控制；④提高煤礦機電一體化產品智能化的發展水平，可以使產品能準確地判斷機電設備和周圍環境的狀態，從而可實現設備自動適應環境以及最佳的狀態工作的能力，達到較快速度的對所采集的參數進行分析的目的，迅速查檢指出所出故障原因，及時對原因進行分析后，從而使故障得以排除；⑤應當加強對礦用傳感器的研究和開發，主要從提高傳感器的可靠性和使用壽命的長短兩方面入手，同時推進傳感器的數字化、集成化、智能化、多維化，使傳感器能夠在任何工作環境下均可進行信號的測量，同時能夠準確保證所測量的數據的精確度，使自身具有自行校正、自行診斷、狀態識別與實現自我調節等功能；⑥我們應當時刻關注國內外高新技術的發展進程，把一些高新技術用于煤礦機電一體化產品中，從而進一步運用到煤礦的生產工作中，促進了煤礦開采的現代化和煤礦自動化生產的進程。

3 結束語

煤礦機電一體化技術是實現煤礦生產自動化的基礎，不僅支撐著煤礦企業信息化的建設，而且使煤礦機電一體化技術在采、掘、運、裝備等方面得到了廣泛地應用和推廣，使我國煤礦生產能力得到了質的提升。同樣，為實現我國煤礦的安全、高效、潔凈、現代化的發展，以及我國煤炭高科技工業生產奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

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