機電一體化技術在榆家梁煤礦生產中的應用

文/翟華羽李永勤

機電一體化技術在榆家梁煤礦生產中的應用

文/翟華羽李永勤

機電一體化是將機械裝置與電子化設計及軟件結合所構成的系統的總稱。隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，作為礦山綜合自動化基礎的煤礦機電一體化技術,在煤礦生產的每個過程都起著積極作用。

煤炭企業可通過應用煤礦機電一體化技術，提高煤炭出產率，降低勞動成本，改善礦工的工作環境，降低安全隱患，保障礦工的生命安全，進而提高企業的經濟效益和競爭力。本文就神華神東煤炭集團榆家梁煤礦機電一體化技術的應用及管理措施進行了闡述。

一、機電一體化技術在煤礦生產中的應用

1.在連續采煤機中的應用

煤炭生產的核心是采掘工作面，實現采掘工作面機電一體化是煤炭產業追求和探索的方向及目標。世界先進的采煤國家如美國、澳大利亞等，為了提高采掘工作面的產量和工效，在礦井長臂工作面上采取一系列卓有成效的改革，從而形成了生產能力大、自動化程度高、安全可靠、工作面單產和功效成倍提高的新一代高產高效的采煤設備。榆家梁煤礦在采掘工作面中采用JOY12CM15-10D型連采機，使得井下作業更加穩定、快捷、安全，不僅提高了安全生產系數,還降低了能耗成本,提高了效率和經濟效益。

JOY12CM15-10D型連續采煤機采用JNA控制系統，主要由JNA控制器（CCU）、電子模塊、一臺顯示計算機和遙控器組成。JAN控制系統監控連續采煤機的各種功能，實現連續采煤機的各種開關回路，用以完成司機在遙控器上輸入的煤機功能，并顯示計算機記錄煤機的操作和狀態信息。每個顯示畫面提供詳細的信息，有助于煤機操作和故障查找及處理。JNA系統的中央控制器CCU連接MODA、MODB、MODC模塊，以及DCT、GCT、CCT、HCT、ACT和BCT六個電機智能傳感器，從而實現對電機的監控。電子模塊MODA、MODB、 MODC提供用于煤機操作的必要的開關回路。模塊與CCU之間使用interbus總線進行通訊。12CM15-10D型連續采煤機行走驅動系統和變頻器系統使用三相AC1050V的電機。變頻器根據控制器發來的段信號，改變發送到行走電機的頻率，從而實現煤機的前進和后退。

2.在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機是煤礦井下輸送系統中最為主要的運輸設備，榆家梁煤礦帶式輸送機采用軟啟動技術，額定皮帶輸送長度為2500米，輸送量為1000t/h，帶速為3.15m/s。驅動裝置采用ZJT-2*250/660礦用隔爆兼本質安全型變頻調速裝置，適用于交流50Hz、電壓660V供電系統、200KW及以下三相交流電動機的調速控制，具有啟動轉矩大、起停平穩等特點，能夠實現交流電機在各種負載情況下的平滑啟動、調速、停車等功能，徹底消除機械及電氣沖擊，延長設備使用壽命，節能降耗。同時，該變頻器還具有工作狀態屏幕顯示，過載、過電壓、欠電壓、缺相、過熱、漏電閉鎖等多種保護功能?？刂蒲b置采用KTC102綜合保護系統，集皮帶保護、集控于一體。其中，皮帶保護包對堆煤、煙霧、溫度、縱撕、跑偏、速度、超溫灑水和沿線閉鎖等提供保護。特別是堆煤保護、跑偏保護、縱撕保護都為帶式輸送機正常運轉提供保護。榆家梁煤礦在帶式輸送機中應用機電一體化技術，較之前使用的連采小皮帶增加了1000米，各項性能較之前也得到了一定程度的優化，為工作面掘進運輸提供了有力保障。

3.在采掘工作面局部通風系統中的應用

榆家梁煤礦掘進工作面局部通風系統實行“三專兩閉鎖”制度，掘進工作面局部通風機采用“三?！惫╇?，即專用開關、專用線路、專用變壓器。備用局部通風機電源則取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機自動啟動，保證了掘進工作面的正常通風。當局部通風機故障或停止運轉時能實現風電閉鎖，即切斷停風區域內全部非本質安全型電氣設備的電源，待故障排除恢復正常通風時工作人員方可恢復工作。此外，榆家梁煤礦還在采掘工作面實現了瓦斯電閉鎖，當掘進工作面瓦斯濃度超限，通過瓦斯探頭檢測并報警，監控系統控制傳輸、斷電儀、高壓開關執行，立即切斷掘進工作面的電源并閉鎖，以免因電火花、機械火花引起瓦斯爆炸，確保了生產安全。

4.在監測監控系統中的應用

榆家梁煤礦監測監控系統主要由傳感器、執行機構、信息傳輸裝置、主站的計算機等組成。傳感器監測，具有顯示和聲光報警功能，分站對傳感器輸入的信號和主站傳輸來的信號進行處理，控制執行機構工作。主站控制分站的發送與接收，對多路復用信號進行調制與解調，從而實現地面非本質安全型電氣設備與井下本質安全型電氣設備的隔離，工作人員在調度室便可了解礦井安全及生產狀況，為礦井安全生產提供了保證。

二、機電一體化技術的管理措施

1.設立機電管理機構

設立專門的機電管理機構（機電科），對機電設備進行統一的管理。機電科制定了嚴格的機電管理規章制度，對機電工作編制合理的計劃，對機電設備的配件進行有序的分配，進而方便對機電設備的統一管理。通過對違章操作的行為進行嚴厲制止，對機電事故進行徹底追查，進一步保證機電設備高效運行。此外，在機電科設置考核制度，對工作人員實行獎懲制度，進一步提高了工作人員工作積極性，充分發揮出機電一體化的最大優勢。

2.實行科學化管理

制定一系列科學的機電管理制度，使得機電一體化工作高效有序運行。通過制定礦用設備、器材使用管理制度，保證了使用設備和器材符合相關標準，明確了設備在使用過程中的檢驗周期和標準，以及設備維修、更新和報廢標準。通過制定修舊利廢獎勵制度，促進了材料的再次利用，降低了材耗。此外，還通過組織機電科不定期的步行檢查，以了解機電一體化系統設備運行狀態和存在的問題；組織機電科區隊之間進行定期互檢，促進了區隊間機電一體化開展經驗交流，達到互利共贏的目的；組織機電科崗位操作人員實操培訓，明確操作程序和標準；組織“青工技術比武”，提高了操作人員的技能水平。

3.引進先進技術

一方面，通過與外資企業合作，引進先進的設備和機電一體化技術，再因地制宜，在引進的設備和方法上加以改進，形成了具有自己特色的技術，通過技術創新促進了煤礦機電一體化的發展。另一方面，通過與高校合作，把高端前沿的學術理論帶進煤礦，使之在實際工作中得到驗證，通過學術創新促進了煤礦機電一體化技術的成熟。同時，還不斷鼓勵井下工人進行小改小革，讓其根據作業環境和工作需求，將學術知識融入先進設備的操作中，對使用的設備進行改革創新，使之更加可靠、實用。

總之，榆家梁煤礦在采、掘、運、裝等方面綜合運用煤礦機電一體化技術，提高了煤炭資源的出產率，在一定程度上降低了作業成本，改善了作業人員的工作環境，提高了煤炭生產的安全系數，降低了安全隱患。

(作者單位：神華神東煤炭集團榆家梁煤礦)

（責任編輯：周瓊）