機電一體化技術在地下開采礦山的應用研究

孫舒平

（洮南市礦業(yè)安全服務中心，吉林 白城 137100）

機電一體化技術在地下開采礦山的應用研究

孫舒平

（洮南市礦業(yè)安全服務中心，吉林 白城 137100）

在當前地下開采工程量不斷增多的背景下，機電一體化技術的應用越來越廣泛。機電一體化技術指的是包括機械、電子、信息以及控制等多個學科在內(nèi)的綜合性技術，它在地下開采工程中的應用不僅可以有效降低開采的難度，而且也可以提高工程開采效率，減少不必要的問題產(chǎn)生，從而促進工程開采質(zhì)量的提高。

工程開采；機電一體化技術；礦山

在對地下礦山進行開采施工時，開采技術和開采工藝對于開采質(zhì)量具有重要影響，一旦開采技術選擇不當就會大大增加開采的難度，增加開采風險。因此，對于工程單位來說，就需要將技術創(chuàng)新和應用作為重點來抓，機電一體化技術作為一種綜合性開采技術，它包含有多個技術學科，是當前地下工程開礦中較為常用的一種開采方法。

1 機電一體化技術在地下開采礦山中應用的意義

在當前地下開采礦山中，機電一體化技術具有很好的應用條件，從其作用發(fā)揮來看，它可以大大降低施工環(huán)境的危險，確保整個施工環(huán)境的安全可靠，從而使開采活動更為穩(wěn)定有序進行。在對反饋系統(tǒng)和自動檢測系統(tǒng)的利用下，可以依據(jù)所反饋的信息來實現(xiàn)對設備的控制，確保設備可以在無人監(jiān)管下安全穩(wěn)定運行［1］。

在當前科學技術廣泛應用的前提下，機電一體化技術在設計方面更加關注人性化，并且在功能設置上也更趨于完善和健全，精確度也會有明顯改善。地下開采礦山對于施工操作的精細化要求較高，需要重點對施工中可能出現(xiàn)的施工問題進行事前防范，采用機電一體化技術一方面可以加快礦山企業(yè)的發(fā)展，另一方面也可以有效促進地方經(jīng)濟的良性發(fā)展，從而確保開采企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益。

2 機電一體化技術的具體應用

2.1 提升機方面

在地下開采礦山中，提升機設備是重要的生產(chǎn)設備之一，基于其作用原理它對于機械性能和電氣傳動性能的要求比較高，結(jié)合當前地下開采礦山現(xiàn)狀來看，所采用的提升機主要是數(shù)字化直流提升機，它是把驅(qū)動和滾筒結(jié)合為一個整體，大大簡化了設備結(jié)構(gòu)。同時，采用變頻技術和PLC技術也有效簡化了設備的安裝，使得系統(tǒng)的組合更為便利，可以避免其它外界因素的干擾和影響，而且使用PLC外端電路和芯片統(tǒng)一控制的方法相結(jié)合，可以確保PLC系統(tǒng)同時具有軟件的基本功能和繼電器的系統(tǒng)功能，使其運行的可靠性得到提升，從而實現(xiàn)軟啟動電動機的目的，能夠在動態(tài)和靜態(tài)雙重環(huán)境下調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)動速度，避免轉(zhuǎn)差沖擊現(xiàn)象的出現(xiàn)［2］。此外，它還可以實現(xiàn)減速點后備保護、錯向保護、減速段超速保護以及二級制動解除保護等，在提升機的工作運行中，可以以自動的形式對整個運行過程進行監(jiān)督控制，能夠及時發(fā)現(xiàn)運行中的相關參數(shù)和可能出現(xiàn)的問題，相對于之前的系統(tǒng)來講，它的維護工作量和耗電量都比較少，而且節(jié)能效果也非常好。

2.2 監(jiān)控和監(jiān)測系統(tǒng)方面

在地下開采礦山中，采用機電一體化設備可以實現(xiàn)自動報警和在線監(jiān)控等的功能，這其中的在線監(jiān)控指的是對轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、工作裝置、液壓系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)等在運行過程中的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制。而自動報警則是指的是一旦故障發(fā)生，系統(tǒng)可以第一時間進行自動診斷并根據(jù)診斷的結(jié)果發(fā)出警報提示，維護人員可以在第一時間確定故障的產(chǎn)生部位，從而有效節(jié)省維修時間，并且降低了故障的影響范圍，使設備的使用期限延長。

2.3 智能泵站方面

地下開采礦山的正常進行離不開排水系統(tǒng)作保障，在排水系統(tǒng)中，礦井作為主要構(gòu)成部分，它的主要作用是排出井下的多余積水，為排水系統(tǒng)的可靠運行提供保障。在現(xiàn)階段的礦山生產(chǎn)過程中，第一時間確定故障發(fā)生位置時是確保整個系統(tǒng)運行良好的基礎。而大多數(shù)礦山開采單位所采用的排水系統(tǒng)，是在對原有智能系統(tǒng)進行改造升級實現(xiàn)的。整個系統(tǒng)主要涵蓋有遠端監(jiān)控、現(xiàn)場控制以及數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集等三個部分，系統(tǒng)自身通過轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器以溫度傳感器等來實現(xiàn)對信號的檢測和反饋，在對這些反饋信號進行分析之后，可以發(fā)出需要的水泵控制指令。一旦水位上升的話，DCS柜就會將水位傳感器所發(fā)出的信號直接轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢宰R別的信號，之后再將這一信號傳送到計算機中，在計算機的辨認下來發(fā)出相應的控制啟動柜的指令［3］。

2.4 膠帶運輸機方面

在地下開采礦山中，膠帶運輸機又可以稱之為是帶式傳輸機，它是基于運輸材料在摩擦驅(qū)動的影響原理下，在運輸中會呈現(xiàn)出一種連貫性的特征進行運轉(zhuǎn)。從它的結(jié)構(gòu)構(gòu)成來看，它的主要構(gòu)造是有兩個端點上緊套的閉合輸送帶和滾筒構(gòu)成［4］。這兩個部分的功能和作用發(fā)揮也是各有差異的，在機電一體化技術的具體應用中，需要有針對性地對待。從應用的效果來看，機電一體化技術應用在膠帶運輸機中，就可以大大提升膠帶運輸機的技術水平，而且也可以在很大程度上促進運行更為科學高效的帶式輸送機的研究和應用。

3 結(jié)束語

在科學技術的發(fā)展帶動下，機電一體化技術的應用范圍逐漸擴大，在各行各領域尤其是在地下開采礦山工程中取得了顯著的應用效果。機電一體化技術作為一種綜合性較強的技術形式，它包含有機械、電子等等諸多先進學科，逐漸成為了礦山開采綜合自動化的基礎。從其在礦山開采中的實際應用來看，它可以有效確保整個開采過程的安全性和可靠性，減少不必要的開采問題發(fā)生，而且也可以提高開采效率，促進開采技術的創(chuàng)新和完善。

［1］韓國寶.機電一體化技術在地下開采礦山的應用［J］.中國錳業(yè)，2012，（4）：35-37.

［2］孟鐵柱.礦山中機電一體化的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.世界有色金屬，2016，（8）：90-91.

［3］劉永剛.機電一體化在煤礦開采中的應用［J］.煤礦機械，2014，35（11）：121-122.

［4］趙偉.淺談機電一體化技術的發(fā)展及在煤礦的應用［J］.煤，2010，（7）：93-94+118.

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1671-3818（2016）10-0064-01