機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用分析

趙斌

摘要 本文從機電一體化技術在綜合采煤設備中的現(xiàn)狀出發(fā)，簡要探討了機電一體化對于采煤的重要性，并分析采煤設備機電一體化在煤礦中的應用和發(fā)展，以期能為所需者提供借鑒。

關鍵詞 綜合采煤設備 機電一體化 應用

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對能源的需求越來越旺盛，由此也帶動了采煤設備技術的快速發(fā)展。同時，機電一體化技術在綜合采煤沒備中有了更為廣泛的運用，其在煤礦生產(chǎn)中的地位也越來越高。采煤沒備作為一種較為專用的機械，其所使用的環(huán)境較為惡劣，產(chǎn)品自動化技術要求較高。研究、運用綜合采煤設備機電一體化技術，讓采煤機電產(chǎn)品具有機械與電子技術相結(jié)合的整體優(yōu)勢，進而更好地提升煤礦生產(chǎn)安全和生產(chǎn)的效益。

一、機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體技術及相應的產(chǎn)品是從上世紀的70年代末丌始在煤礦生產(chǎn)中有了應用，80年代之后，發(fā)達國家對于采煤設備的研制、丌發(fā)有了長足進步，設備更加的趨向于自動化和大型化，其可靠性和使用壽命都有了更好的提升，體現(xiàn)出機電一體化技術未來的發(fā)展趨勢。我國在全國“十二五”期問要實現(xiàn)大型煤礦采掘機械化程度達到95%以上，中型煤礦達到80%以上，小型煤礦機械化、半機械化程度也達到40%。

但是，相比較國外的先進設備，我國對于采煤設備的機電一體化技術還處在較為初級的階段。對于近年來的綜采沒備機電一體化除了引進，也進行著國產(chǎn)化的嘗試。通過科研院所制造的交流電牽引采煤機，其中電氣關鍵部分變頻器由國外引進，部分電控沒備采用引進技術。電液控制的液壓支架國內(nèi)均處于試驗階段。重型T作面刮板運輸機微機控制的軟啟動系統(tǒng)也處于研制和試驗中，不具備綜采設備工況監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)。

二、機電一體化技術對煤礦生產(chǎn)的重要性

綜合煤礦機電一體化技術，可以讓電子技術、機械以及液壓控制技術等進行有機地結(jié)合，從而很好的提升煤礦機械的各種性能。目前，以微機或微處理器為核心的電子（微電腦）控制裝置（系統(tǒng)）在煤礦機械中的應用已很普及，電子控制技術已深入到煤礦機械的許多領域，如提采煤機的變頻控制系統(tǒng)和提升機PLC系統(tǒng)操作，煤礦機械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報警等。

煤礦機械的性能隨著科學技術的不斷發(fā)展也有著更高的要求，電子（微機）控制裝置在煤礦機械上的應用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復雜、維護也將更加專業(yè)化。采煤設備機電一體化不但涉及煤礦生產(chǎn)安全，而且對煤礦影響巨大。隨著我國進口及國產(chǎn)煤礦機械數(shù)量的逐年增加，應用和管理好這些價格昂貴的煤礦機械，使其發(fā)揮出最大的經(jīng)濟效益和社會效益，將成為煤礦機電部門的重要使命。

三、機電一體化技術的應用

1.提高員工使用機電一體化的水平。隨著采煤設備機電一體化的不斷發(fā)展，電子（微電腦）控制系統(tǒng)在煤礦機械中所占的比重越來越大，其功能將會越來越強，應用范圍也將越來越廣，但其復雜程度也相應提高。在煤礦生產(chǎn)中，采煤設備的自動化程度，不但影響著生產(chǎn)安全，也影響到供電、排水、通風、提升等沒備的安全。煤礦機械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動力性、經(jīng)濟性、可靠性從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。為了合理有效利用好這些設備，使其發(fā)揮出較好的效益，必須對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員進行相關的培訓，提高他們的管理、使用和維護水平。

2.提高采煤設備的自動化或半自動化程度。煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足對作業(yè)精度的影響。如冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng)，就是微電腦控制，只要在支架操作控制器上輸入程序，支架使會自動連續(xù)動作也可實現(xiàn)遠程控制和工作面無人操作。

3.節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。在煤礦生產(chǎn)中使用機電一體化采煤設備，隨著自動化程度的提高，降低了人工使用數(shù)量，提高了采煤產(chǎn)量，從而為煤礦生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗，提高了生產(chǎn)效率。如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時生產(chǎn)效率也大大提高。

4.在線監(jiān)控、自動報警及故障自診。煤礦生產(chǎn)中使用機電一體化采煤設備，實現(xiàn)了對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動報警并準確地指出故障的部位從而改善操作員的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制，可實現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器沒備也越來越智能化。

5.其他應用。對于不少在國外生產(chǎn)的采煤機、輸送機、綜掘機等都使用了電子（微電腦）控制的自動變速器，其可以很好的依照外負荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比，進而能更好地改變功率，其充分地利用了電動機功率，更好地提高了能耗經(jīng)濟性，同時還簡化了操作，讓勞動強度得到降低，提高了設備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前，我國在綜合機械化采煤機上采用電子（微電腦）控制，可實現(xiàn)無人操作，使機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業(yè)，也配備了無線遙控裝置，可遠程遙控也可微電腦編程控制。

四、結(jié)束語

機電一體化在煤礦采煤設備中越來越重要，煤礦企業(yè)應提高相關員工的使用維護和應用水平，加強采煤設備管理，結(jié)合煤礦生產(chǎn)情況，對設備進行相關的研究和改良，提升機電一體化采煤設備的各種功能，從而實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，提高煤礦綜合效益。