采煤設備機電一體化發展與應用

王 琳

（晉城煤業集團天安公司，山西晉城048000）

當前，在我國的采煤設備技術不斷提高的同時，煤礦中也廣泛運用了機電一體化技術，并且機電一體化技術對煤礦生產有著越來越重要的作用。對采煤設備機電一體化技術進行研究、開發、運用，能夠把煤礦生產效益與安全性提高。

1 采煤設備機電一體化的發展現狀

機電一體化技術及與其有關的產品在20世紀70年代末開始在煤礦生產中得到推廣與應用，從八十年代起，發達國家在對采煤設備進行研究、開發與生產方面，設備逐漸趨向自動化與大型化，而且具備較長的壽命和較高的可靠性，這些決定了機電一體化技術的發展趨勢。關于采煤設備機電一體化的發展，中國曾經提出了以下發展目標：截止到2010年，中國的小型煤礦的機械化與半機械化程度需達到40％以上，中型煤礦的機械化程度需達到80％以上，大型煤礦采掘機的機械化程度必須達到95％以上。

我國采煤設備機電一體化技術研究和國外先進國家的同行相比，仍然存在很大的差距，綜采設備機電一體化在煤炭行業中的應用尚處在起步階段。但是，近些年，我國的綜采設備機電一體化技術已經打破了全部引進的局面，實現了部分的國產化。比如，由生產廠家和科研院所共同研制的交流電牽引采煤機，變頻器作為電氣關鍵部分是從國外引進的，也就是部分電控設備采用的是引進技術，其余使用的全部是國產技術。電液控制的液壓支架還處在實驗階段，在國內還未有正式產品問世。重型工作面刮板運輸機微機控制的軟啟動系統還未具備故障診斷系統與綜采設備工況監測功能，尚且處在實驗與研制之中。

2 采煤設備機電一體化技術在煤礦生產中的重要作用

由于煤礦機電一體化技術有機地結合了液壓控制技術、電子技術與機械技術，因此把煤礦機械的各種性能都大大的提高了。當前在煤礦機械中普遍應用了以微處理器或微機為核心的電子控制裝置，煤礦機械的很多領域也都應用了電子控制技術，比如煤礦機械的故障報警、故障自診、在線狀態監控，提升機的PLC系統操作與采煤機的變頻控制系統等。

在科學技術快速發展的同時，對煤礦機械的性能也有著越來越高的要求，電子（即微機）控制裝置在煤礦機械中將具有維護更加專業化、結構更加復雜化、應用更加廣泛化的趨勢。由于機電一體化涉及到煤礦的生產安全，因此其對煤礦有著巨大的影響。當前我們國家進口與國產的煤礦機械的數量不斷增加，因此，煤礦機電部門當前的重要使命就是把這些價格昂貴的煤礦機械應用與管理好，盡量把其社會效益與經濟效益最大程度的發揮出來。

3 采煤設備機電一體化技術在煤礦生產中的應用

以下主要從不斷提高員工使用機電一體化的水平、采煤設備機電一體化在煤礦中的應用功能、采煤設備機電一體化在煤礦中的其他應用三個方面來進行詳細的探討。

3.1 不斷提高員工使用機電一體化的水平

當前采煤設備機電一體化的發展速度飛速發展，電子（微電腦）控制系統在煤礦機械中有著越來越大的使用比重，其也有著越來越強的功能以及越來越廣的應用范圍，因此電子控制系統的復雜程度也會越來越高。煤礦生產過程中采煤設備的自動化程度，不僅對生產安全有著重要的影響，對提升、供電、通風、排水等設備的安全也有著很大的影響。因此，煤礦機械電子與電氣控制系統部分性能的優劣及質量的好壞對機械的可靠性、經濟性、動力性有著直接的影響，從而影響到煤礦的生產效率、煤礦的施工質量、煤礦的機械設備的使用壽命等。因此，只有對使用、維護、維修這些機電設備的煤礦工作人員進行有關內容的培訓，把他們的使用、維護與管理機電設備的水平提高，才能對這些設備進行有效合理的利用，使這些設備發揮出很好的使用價值與較好的經濟效益。

3.2 采煤設備機電一體化在煤礦中的應用功能

1）提高了采煤設備的半自動化程度與自動化程度。不僅能夠把操作者的勞動強度減輕，把煤炭的生產效率提高，還可以減少因操作者的經驗不足而給作業精度帶來的影響。比如冀中能源黃沙礦在2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備由我們國家北京天地瑪坷電液控制系統有限公司和德國MARCO公司合作生產的由微電腦控制的PM31型液壓支架電液控制系統，只需把程序輸入在支架操作控制器上，支架就可以自動連續工作，并且還能夠實現工作面無人操作與遠程控制。

2）節約能源，降低損耗，提高生產效率。機電一體化采煤設備在煤礦生產中的使用，在自動化程度不斷提高的同時，也降低了人工的使用數量，提高了采煤產量，從而使煤礦生產企業節約能源、降低損耗，并且大大的提高了生產效率。比如在煤礦井下使用的提升機、通風機、膠帶輸送機等，在使用PLC控制系統、變頻起動系統之后，不僅把電量節省了30％左右，生產效率也得到了極大的提高。

3）實現了故障自診、自動報警與在線監控。機電一體化采煤設備在煤礦生產中的使用，實現了對煤礦機械的液壓系統、電動機、制動系統、傳動系統、工作裝置等的在線運行實行狀態監控，出現故障時可以自動報警，并能夠準確地知道故障部位，使操作員工的工作條件得到了很好的改善，使得機器的工作效率得到了極大的提高，設備維護檢查工作得到了很大程度上的簡化，使用與維修費用大大的降低，停機維修時間極大地縮短，設備的使用壽命得到了有效的延長。比如，將PLC控制應用在采煤機的變頻器上，能夠實現多種在線監控與故障自診斷；越來越智能化的電器設備應用于煤礦中。

3.3 采煤設備機電一體化在煤礦中的其他應用

一些由國外先進國家生產的綜掘機、采煤機、輸送機等采用了電子（微電腦）控制的自動變速器，可以依照外負荷的變化情況對傳動系的傳動比進行自動改變，從而功率增大，使電動機的功率得到了充分的利用，經濟性得到了很大的提高，簡化了操作，使勞動強度大大的降低，使能耗經濟性、作業人員操作的安全性都得到了很大程度的提高。當前，我們國家將電子（微電腦）控制應用在綜合機械化采煤機上，不僅實現了無人操作，使得機械設備可以在人沒有辦法接近的地點或者是在危險地帶進行作業，還通過無線遙控裝置的配備，實現了微電腦編程控制的可遠程遙控。

4 結語

隨著機電一體化在煤礦采煤設備中有著越來越重要的應用，煤礦企業需要通過培訓把有關員工的使用維護與應用水平提高，加強對采煤設備的管理，并結合煤礦生產的實際情況，對機電設備進行有關的改良與研究，將機電一體化采煤設備的各種功能都提高，保證煤礦的安全生產，并將煤礦的綜合效益提高。

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