機電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用分析

吳亞東

【摘 要】 近年來，隨著科技的進步，促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，并且在礦山機械中得到廣泛應(yīng)用，不僅降低了礦山機械能耗，而且提高了礦山機械采礦效率，有效促進煤礦行業(yè)的快速發(fā)展。基于此，本文闡述了煤礦電一體化技術(shù)的主要特征，對煤礦機電一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀問題與機電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用進行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】 煤礦機電一體化 特征 現(xiàn)狀問題 生產(chǎn)設(shè)備 應(yīng)用

一、煤礦電一體化技術(shù)的主要特征

1、具有提高生產(chǎn)效率的特征。例如井下應(yīng)用的膠帶輸送機、通風(fēng)機、提升機等，應(yīng)用變頻起動、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時提高了生產(chǎn)效率。

2、適用范圍大的特征。機電一體化具有復(fù)合技術(shù)和功能，不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機電一體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動化的程度。機電一體化產(chǎn)品具有的自動和智能功能可以輕松應(yīng)對用戶的需求。

3、具有在線監(jiān)控、自動報警及故障自診的特征。即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(shè)備維護檢查工作，降低應(yīng)用維修費用，縮短停機維修時間，延長設(shè)備的應(yīng)用壽命。

二、煤礦機電一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀問題分析

科技的進步發(fā)展以及各種智能技術(shù)的開發(fā)與利用，全方位提高了機電一體化水平，并且有效結(jié)合了計算機技術(shù)。目前我國煤礦機電一體化還存在著很明顯的不足，但仍然取得了顯著進步，比如先進采煤機的應(yīng)用是最明顯標志，其不僅大大的提高了產(chǎn)量，還增加了安全性；綜合液壓支架的應(yīng)用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設(shè)備的安全；鋼絲繩損耗定量檢測系統(tǒng)，這一系統(tǒng)就充分利用了計算機的作用，精確的計算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無形；此外，還有很多其他技術(shù)的利用也充分體現(xiàn)了我國煤礦機電一體化的進程，例如：提升機交流電控系統(tǒng)、LC煤礦提升機綜合后備保護裝置、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等等。雖然我國在機電一體化的進程方面和西方發(fā)達國家差不多，但在具體的技術(shù)和應(yīng)用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術(shù)水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機械設(shè)備上也存在著明顯的落后趨勢，舉例來說：國外現(xiàn)在最流行的一種SL500系列采煤機的各種數(shù)據(jù)在我國暫時研制不出來，并且在交流變頻開采技術(shù)等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動化技術(shù)方面。

三、機電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用分析

1、機電一體化在采煤機中的應(yīng)用分析。電牽引采煤機是機電一體化在采煤

機的一個典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，其具有以下特征：

1.1具有良好牽引特性的特征。可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋電能。

1.2可用于大傾角煤層的特征。牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設(shè)計制動力矩為電動機額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。

1.3運行可靠且應(yīng)用壽命長的特征。電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。

1.4反應(yīng)靈敏且動態(tài)特性好的特征。電控系統(tǒng)能及時調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機超載運行。

1.5結(jié)構(gòu)簡單、效率高的特征。電牽引采煤機機械傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。

2、機電一體化在提升機中的應(yīng)用分析。礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機。尤其是內(nèi)裝式提升機，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體，機械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。

3、機電一體化在帶式輸送機中的應(yīng)用分析。煤礦帶式輸送機由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特征，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備。因此，成為近幾年來機電一體化的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設(shè)計的軟驅(qū)動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù)，我國帶式輸送機的中間驅(qū)動點不能不知過多，一般為3點驅(qū)動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。

4、機電一體化在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。多數(shù)煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用還存在一些問題，主要問題是傳感器的不足，并且應(yīng)用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，應(yīng)用壽命不足，一些研究所和應(yīng)用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機電一體化在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。

結(jié)束語

綜上所述，機電一體化的應(yīng)用發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電設(shè)備更新?lián)Q代的重要途徑。并且隨著微電子技術(shù)以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化在工程機械領(lǐng)域占據(jù)的優(yōu)勢，受到了越來越多企業(yè)的重視，其在煤礦開采中發(fā)揮著重要作用，因此對機電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用進行分析具有重要意義。

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