煤礦機電一體化技術的應用探討

王海興

摘 要：文章就對機電一體化做了比較簡單的介紹，然后具體探討了該技術在提升機、采煤機、輸送機和其他一些設備中的應用，舉出了部分實例和計算數據，希望能夠對煤礦生產起到指導作用

關鍵詞：煤礦生產；機電一體化技術；應用

機電一體化技術是將多種技術綜合在一起運用的一種復合技術，其中主要包括的技術有機械技術、計算技術、自動控制技術和信息處理的技術。煤礦的生產是一個復雜的過程，它首先要將煤炭從底層深處進行采掘，然后再運送到地面，這需要處理數百甚至數千萬噸的煤炭，所以需要動用大量的機電設備。而這時機電一體化的產煤設備就是很好的選擇，能夠讓設備發揮更大的作用，完美地將機械和電子技術融合在一起，從而大大提高了勞動生產效率。煤礦生產中，機電一體化的具體應用有：

1 機電一體化技術在提升機中的應用

1.1 礦井提升機電一體化概括

煤礦提升機可以說是機電一體化及自動化水平最高的設備，它是一種直流提升機，依靠的是數字化的發展。尤其是內裝式的提升機，它將滾筒和驅動融合在了一起，使其結構大大的簡化了，它所體現的流程是機械-電子電力-計算機-自動控制。并且就數字化提升機來說，其高度可靠，總線的方式又使得安裝得到了簡化。除此以外，硬件的配置比較簡單，能夠互相兼容。

1.2 機電一體化技術在提升設備上的實例分析

a.設計依據

b.提升容器的選擇：

其中：H：提升的高度，雙箕斗提升H=Hs+Hx+Hz=370+18+18=406m

式中：Hs：礦井的深度，Hs=370m；Hz：裝載水平與井下運輸水平的高度之差。Hz=18m；Hx：卸載水平與井口的高度之差（卸載高度）箕斗提升Hx=18m

估算經濟提升的時間：

式中：a：為提升的加速度，對于箕斗， a取0.8m/s2

u：為容器爬行階段的附加時間， u取10s

θ：每次提升結束后的提升時間，可暫取10s

因此：

式中：An：為礦井年產量，An=60萬噸；af：提升富裕系數，af取1.3；C： 提升不均勻系數， C=1.15；t：日工作小時數， t取14小時；b： 年工作日（一般取300天）；

d 確定提升容器：

根據上面所計算的一次提升量，選擇JL-6型立井單繩箕斗

JL-6的技術參數如下：

箕斗的實際裝載量Q=6.6γ=6.6*0.92=6.07t

則完成任務所需要的最大提升循環時間T1x

從而可以估算出完成生產任務所需提升速度的最小值

=5.835m/s

2 機電一體化技術在采煤機中的應用

電牽引采煤機是采煤機中機電一體化技術運用的一個典型的應用，其特點是：

2.1 它有良好的牽引特性。采煤機前進的過程中，電牽引采煤機能夠為其提供前進的牽引力，這樣采煤機就能夠克服其前進的阻力進行運作。另外，在采煤機下滑的時候有可以進行發電制動。

2.2 運行比較可靠，使用的壽命較長。在其使用的過程中，將只有電動機的電刷和整流子會受到磨損，磨損的面積較小，所以在修復的過程中，就會比較的簡單和方便。

2.3 結構簡單，工作效率高。電牽引的采煤機與其他采煤機相比，其設備簡單、尺寸較小、質量較輕。并且是利用電能來進行運作的，而電能的轉換是比較方便與快捷的，所以就在一定程度上提高了它的工作效率。

2.4 可以運用于大傾角的煤層。這種采煤機本身就具有防止機器停機時下滑的制動器，所以就沒有必要再做防滑裝置的添加，就減少了不必要的麻煩。

2.5 反應速度快，動態特性好。能夠及時對各種參數進行相應的調整。

1991年煤炭總院上海分院和波蘭額馬克公司合作，研制出了我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機。再之后，經過了將近20年的研制和開發，我國的電牽引采煤機發展的更加成熟了，從而推動了煤礦生產技術的進一步發展。

3 機電一體化技術在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機輸送量大、運行可靠、效率高、適用于長距離的運輸且實現了自動化，是我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。所以，近幾年來它已經成為了研究的重點。目前所主要采用的是機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動，我國帶式輸送機的中間一般只有三點驅動，這樣就一定程度上限制了輸送的長度和數量。此外，輸送機的監控設備不多，靈敏度較低，壽命不長，總的來說和發達國家相比是有很大的差距的。

4 其他煤礦機電一體化裝置

液壓支架實現電液控制的方向進行發展的，它將計算機技術和液壓控制較好地進行了結合，實現了雙向鄰架或成組自動移駕，這樣也就避免了對支架和頂板產生沖擊載荷。

對于煤礦供電來說，首先其質量要高，要有可靠的供電，同時還要能夠滿足大功率的設備。所以說應當對節能型的產品進行推廣。對于高壓開關柜我們應當采用真空開關，其維護量小而使用的壽命又長。所以要想辦法提高功率因數，減少供電系統無功電流，減少無功功率的損耗，我們需要采用的就是集中補償與就地補償相結合的辦法。

5 結束語

我國自制的煤礦機電一體化設備，體積相對較小、在操作和維護上顯得方便、性能比較齊全，它有著智能化、程序化和信息化的特點。這些設備在煤礦的生產中被廣泛的運用，其發揮的作用也是較大的，一方面可以降低開采的難度，使操作人員的勞動強度降低，另一方面來說極大的提高了生產的效率和水平，能夠創造更大的經濟效益。但是，與發達國家相比還是存在一定的差距的。對于未來的發展，要開發以微處理器和微機為基礎的礦井設備工礦和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等等，需要注意的是仍然要著重進行對煤礦機器的研究。

參考文獻

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