淺談煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用

蔡志剛

摘要：隨科技進步，綜合機械化與機電一體化在煤礦開采中被廣泛推廣應用，本文就煤礦綜合機械化開采與機電一體化進行研究討論。

關鍵詞：煤礦；機械化開采；機電一體化

在煤礦的開采過程中，采煤技術的高低對礦井的生產能力有直接影響。所以，在煤礦開采時盡量選擇先進的采煤工藝以提高礦井的產量。隨我國工業自動化技術的發展，自動化的煤礦機電在礦上的使用越來越多。煤礦行業的危險系數較大，提高機電設備的安全可靠程度與自動化程度可以減少煤礦行業的用人，提高了煤礦企業的效率及安全性，有利于煤礦企業發展。

一、采煤機械設備的發展

采煤機械設備在經歷了多次創新改造后，發展得更加的人性化，自動化，是煤礦企業進入新時代的標志，以下對采煤機、輸送機、液壓支架及機電一體化的發展進行簡述。

（一）采煤機采煤機從中厚煤層發展到如今的薄煤層、高壓電、大功率、高強力滾筒采煤機，功率達到了1200KW以上，普遍電壓為3300v，截深達到1.2m，牽引方式也轉變為變頻調速無鏈電牽引和電磁滑差無鏈電牽引，牽引速度最大可達29m/min。

（二）輸送機工作面刮板輸送機采用的是軟啟動技術，使用排水型偶合器或雙緩液偶合器，配有控制器對故障進行診斷和控制水的流速，可以連續的監測輸送機各個部件的運行狀態，并對故障進行診斷和報警。

（三）液壓支架液壓支架的高度從掩護式發展至現今的多種架型，高強度鋼材越來越多的被應用在液壓支架結構材料中，提高了支架的可靠性與壽命，電壓控制液壓支架的動作自動連續進行，電液控制系統實現了綜采工作的高效高產，從目前我國煤礦企業的經濟條件、效益及技術來看，液壓支架主要在年產400萬t以上的工作面使用。

（四）機電一體化采煤機發展至今，已經出現了高強力的滾筒采煤機，牽引方式也從有鏈、無鏈液壓牽引發展到了變頻調速無鏈電牽引及電磁滑差無鏈電牽引，液壓支架的高度也從掩護式逐漸發展到了多種架型。想要實現綜采工作面的高產高效，液壓支架電液控制系統必不可少。

二、綜合機械化技術

以下對綜合機械技術的特點與采煤工藝進行簡述

（一）綜合機械化采煤設備的特點新型綜采裝備能夠有效提高綜采工作面的產能與效率，綜采裝備的主要特點包括設備能力大，自動化程度高，可靠性高、設備性能好等優點，幫助煤礦企業實現了高度集中化生產。

（二）綜合機械化采煤工藝綜合機械化采煤工藝分為長壁綜采、短壁綜采、短長壁綜采、放頂煤開采、薄煤層開采五種方式，我國煤礦企業在開采技術上還不夠成熟，機械化水平還需提高，為了提高煤礦開采產量、效率與安全性，綜合機械化開采應得到廣泛應用。

三、綜合機械化技術的應用

綜合機械化開采因為在破、裝、運、支、處五個主要的生產環節實現了機械化，人力參與的環節減少，勞動效率得以提高。

（一）長壁綜采長壁綜采是印度巴蘭布礦所采用的采煤法，其通風系統較好。在加大了綜采工作面的長度后，采煤機切割一次的煤量更多，相應的減少了工作面在端頭作業等工作時對生產時間的影響，從而提高了產量。

（二）短壁綜采短壁綜采的應用基于綜采工作面上下端頭的快速作業與回采巷道機械化快速掘進的實現這兩個條件，這種采煤工藝常應用于中小型的開采中厚煤層的礦井及回采塊段小煤層的礦井。

（三）短長壁綜采短長壁綜采是在巷柱式開發區內布置的長壁工作面，并且采用綜采設備回采煤柱的新型的采煤法。印度巴蘭布礦通過65天實驗采出了102415t煤炭，采出率較傳統方式大幅提升。

（四）放頂煤開采放頂煤開采的生產過程首先由采煤機截煤、移煤、推移輸送機，暫停截煤后分段打開放煤窗口放煤頂，直至工作面的全長頂煤放完，即為一次完整的放煤生產過程。

四、機電一體化在煤礦中的應用

機電一體化在礦井中得到了廣泛應用，在礦井提升機與膠帶輸送機、生產監測監控系統中均有應用，且提升了煤礦開采效率與產量。

（一）礦井提升機中的應用礦井提升機主要在地面下的礦井里工作，機電一體化可以很好的應用在礦井提升機中，使施工數字化。內裝礦井提升機能夠有效的將滾筒與驅動在結構和角度上有機結合，簡化機械結構，實現機電一體化。數字化的提升機可以完整的將信息傳達出來，并對效果進行反饋，其啟動控制系統過程也較容易，提高了礦井提升機的效率。

（二）在膠帶輸送機中的應用膠帶輸送機有被稱為帶式輸送機，工作原理是經摩擦驅動使運輸材料連貫。膠帶輸送機由滾筒與閉合輸送帶組成，機電一體化使膠帶輸送機的技術水平得以提高，促進了大運量、大功率、長距離曲線、高速帶等帶式輸送機的技術研究。

（三）全生產監測與監控系統中的應用機電一體化實現了煤礦企業生產過程中的故障自診、自動報警、在線監控等一系列功能。在線監控主要是對機械的工作裝置、電動機、制動系統、轉動系統等進行監控，故障自診與自動報警可以在設備出現故障時自我診斷并發出警告信號，使工作人員能夠快速維修，使相關檢查維護工作得以簡化，減少了維修時間與費用，延緩了機械使用壽命。

五、總結

近年隨煤礦綜采機械化程度的提高和超強度的煤礦開采，煤田中開采條件較好的煤層已經開始逐漸枯竭了，薄煤層的開采工作開始進行，薄煤層機械化開采的問題浮出水面。薄煤層儲量占我國煤碳可采儲量的份額較大，在已經探明的礦區里，薄煤層占84%，總儲量月620t左右，占我國煤炭總儲量的17.5%。但由于在開采技術上的不足，開采產量較少，綜合機械化開采正好解決了這個問題，提高了煤礦開采產量及效率，實現了安全開采，綜合機械化開采是煤炭工業科學化的重要的一環，有利于煤礦企業的可持續行性發展，并提高了我國煤礦企業在國際上的競爭力。本文針對采煤設別的發展、綜合機械化采煤設備的特點進行了簡述，并對綜合機械化技術與機電一體化在煤礦中的應用進行了討論。