淺析煤礦機電一體化技術的應用

劉偉　宋秋合

摘 要：煤炭是我國重要的能源，煤炭工業的大力發展，在我國的國民經濟建設發展中占居重要的地位。因而，近年來各級煤礦企業領導都十分重視機電一體化技術在煤炭生產中的應用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術的應用進行研究。

關鍵詞：煤礦；機電一體化；自動化；應用

1 機電一體化技術煤礦生產中的應用

機電一體化技術包括基礎的機械技術、以及計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術。而在在礦井的生產過程中，采煤工藝的先進與否直接影響整個礦井的生產能力。因為煤礦是高危行業，提高機電設備自身的安全可靠程度和自動化程度，最大減少用人，是實現礦井長治久安的關鍵所在，因此煤礦機電的自動化有力推動了企業安全高效、又好又快發展。

1.1 電氣自動化在采礦機械設備中的應用

采煤機從中厚煤層起步，發展到薄煤層、大功率、大采高強力滾筒采煤機。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層，支架型式由占主導的掩護式，逐漸發展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤（單輸送機）、兩柱掩護式低位放頂煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統在美國、澳大利亞、德國等煤炭生產發達國家得到了普遍的應用，液壓支架電液控制系統是實現綜采工作面高產高效的關鍵技術設備，是今后發展的必然方向充分發揮機電一體化技術在煤礦開采中的作用。

我國電氣自動化的應用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠程監控及專家診斷系統的可靠性是國產采煤機研究的主要內容。該系統能夠實現綜采裝備液壓支架和采煤機的遠程監控，使采煤機根據煤層的變化實現自動割煤、煤層的軟硬自動調節采煤速度，檢驗并完善動態監測綜采支架液壓系統壓力和各受力點的狀態，自動調節支架推移輸送機的拉移等，使綜合機械化水平上一個新的臺階。

1.2 煤礦機電一體化技術礦井運輸提升產品的應用

在煤礦生產中，因為現代化煤礦發展的需要，對煤礦機械化采煤提出更高的要求，因此隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式，主要以電力電子器件為核心。

在我國，大多數煤礦井下生產已經實現了皮帶化，采用大巷強力帶式運輸機運輸的方式也非常普遍。另外，計算機控制系統發展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，如應用過程中的軸承溫度、倒轉、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。而全數字化提升機高度可靠，采用總線方式，使電器安裝大大簡化，此外，硬件配置簡單，互相兼容。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化提升機，其核心部分ASCS 是由雙CPU 構成的計算機系統，其性能先進、操作簡便、準確可靠。機電一體化技術在綜合機械化采煤中的應用，使設備動作趨于協調，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業帶來了更高的經濟效益。

1.3 礦井安全生產監測監控系統中的應用

礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。20 世紀90 年代以來，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用，基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。

2 煤礦機電管理存在的主要問題

2.1 機電管理職能部門作用沒有充分發揮

盡管各地方煤礦一般都設置了機電管理部門，但大多數礦井機電科都承擔2 種職能：一是機電管理，二是機電生產。機電科管理人員的主要精力放在應付生產上，管理作用沒能充分發揮。一些地方煤礦的領導對機電管理重視不夠，大量壓縮機電人員，造成機電管理人員不足，機電專業組織未能健全，機電管理網絡經常中斷，機電職能管理作用淡化，技術手段落后。

2.2 機電隊伍整體素質較低及機電技術力量薄弱

一些地方煤礦機電管理人員文化較低，專業技術水平不高，未系統學習設備管理理論和企業管理理論，機電管理憑經驗進行。機電職工一般未接受機電專門技術培訓，理論知識不足，實踐經驗缺乏，違章作業經常發生。設備故障較高，因電氣失爆而引起的瓦斯、煤塵爆炸事故幾乎年年發生。用電管理“兩票三制”堅持不嚴，帶電作業，約時停送電時有發生。

2.3 設備存在隱患較多

設備老、舊、雜、帶病運轉，安全設施、保護裝置不全，距《煤礦安全規程》要求差距較大。提升系統缺少緩沖裝置和托罐裝置，電控系統、制動系統保護不全。井筒裝備銹蝕嚴重，未能定期防腐。有的礦井為了趕產，不能保證主副井2h 的停產檢修時間，絞車的實際提升負荷超過設計提升能力。一些固定設備的電壓表、電流表、壓力表、真空表、安全閥未按規定定期校驗。

3 改進煤礦機電管理的辦法

重視機電管理，首先是礦井領導人重視機電管理，這是加強機電管理的關鍵。機電管理人員要經常向礦領導匯報機電工作，多提工作建議，以獲得領導的支持。

3.1 因礦制宜建立機電管理機構，授予職權，統一管理

礦井機電管理機構體系不論采取哪種形式，都必須授予機電部門職權，實行統一管理。一般機電部門要具有以下職權，即：制定機電管理規章制度權；編制部署機電工作計劃權；設備配件分配權；制止違章作業權；追查機電事故權；檢查評比考核獎罰權；機電業務骨干調整調動工作監督權。

3.2 扎實地做好設備綜合管理工作，認真落實規章制度，加大機電培訓，達到培訓的目的

各礦應建立設備綜合管理體系，完善設備綜合管理制度，配齊設備管理人員，實行流程化管理，扎實地做好設備綜合管理工作，確保設備管理制度化、正常化、規范化。培訓上提高職工學習積極性，嚴謹機電培訓走過場。能實現“要我學”到“我要學”的轉變，培訓達到目的。

4 對我國煤礦機電一體化技術的思考

應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品，在設計煤礦機電一體化產品時，應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網絡進行連接通信控制；煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平，能判斷機電設備和周圍環境的狀態，使設備能自動適應環境并以最優的狀態工作，同時能快速地對所采集的參數進行分析，從而對故障進行診斷，再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能；要關注國內外高新技術的發展，將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品，從而提高煤礦現代化，達到煤礦自動化生產。