关于煤矿中机电一体化应用的探析

【摘 要】机电一体化的优势特点,使得越来越多的企业更加重视这种先进的综合采煤方法的利用,也决定了今后我国采煤技术方向的发展.结合笔者的工作经验,本文阐述了机电一体化技术在煤矿行业的特点以及我国煤矿机电一体化的现状问题,重点对机电一体化技术在煤矿生产中的应用进行了探讨分析,以供相关从业人员参考.

【关 键 词】煤矿；机电一体化；优点；现状；应用

随着微电子技术以及计算机技术的不断发展,机电一体化技术在工程机械领域占据的优势,受到了越来越多企业的重视,其在煤矿开采中的起着重要的作用.

一、机电一体化技术在煤矿生产中的特点

机电一体化技术在煤矿生产中的特点主要体现：（1）在线监控、自动报警及故障自诊.即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低应用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的应用寿命.（2）节能降耗,提高生产效率.例如井下应用的胶带输送机、通风机、提升机等,应用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高.（3）自动化或半自动化程度的提高.煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响.（4）适用范围大.机电一体化产品具有复合技术和功能,不具有单技术、单功能的局限性,这使得机电一体化产品的功能得到很大提高,也深化了自动化的程度.机电一体化产品具有的自动和智能功能可以轻松应对用户的需求.

二、我国煤矿机电一体化的现状问题

机电一体化的兴起主要得益于电子科技的发展,人们尝试着把电子技术和原有的机械水平相结合,用以提高原有的机械水平,事实证明这种做法也起到了良好的效果,不仅刺激了机械行业的发展也进一步提高了电子技术的发展,从而促使我们进入了计算机时代；计算机技术是机电一体化最重要的一部分,其在机电一体化各个方面的应用都起着重要的作用,在更大程度上促进了机电一体化的发展,使得机电一体化的发展进入了蓬勃发展时期；而随着现代科学技术的发展,机电一体化更加具有了时代感和先进性,尤其是进入本世纪以来,各种智能技术的开发与利用对于机电一体化来说简直起到了天翻地覆的作用,他在全方位提高了机电一体化的水准,并且有效地结合了计算机技术的利用,使得计算机技术的应用更加全面,更加全方位和有效.

虽然我国在机电一体化的进程方面和西方发达国家差不多,但在具体的技术和应用上却还是存在着很大的差距,不仅仅在整体的技术水平和利用范围上存在着明显差距,就算在具体的机械设备上也存在着明显的落后趋势,举例来说,国外现在最流行的一种SL500系列采煤机的各种数据在我国暂时研制不出来,并且在交流变频开采技术等方面也存在着明显的差距,最大的差距是存在于自动化技术上,因为智能的自动化技术是新兴起的一种技术,这种技术在我国还没有流行的很广泛,因此也就存在着很大的差距.

就我国目前来说,煤矿机电一体化还存在着很明显的不足也与西方国家存在明显的差距,但任然取得了很明显的进步,这在很多方面都得到了体现：MGD150NW采煤机的应用是最明显的一个标志,它不仅大大提高了产量,还增加了安全性；综合液压支架的应用不仅仅大量减轻了重力的压力,也提高了人身设备安全；钢丝绳损耗定量检测系统,这一系统就充分利用了计算机的作用,精确的计算了钢丝绳的损耗程度,使安全隐患消失于无形；此外,还有很多其他技术的利用也充分体现了我国煤矿机电一体化的进程,例如提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC30/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等.

三、机电一体化技术在煤矿生产中的应用分析

1、机电一体化技术在采煤机中的应用.电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用.与液压牵引相比,它具有以下特点：①良好的牵引特性：可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能.②可用于大倾角煤层：牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°～50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置.③运行可靠,应用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小.④反应灵敏,动态特性好：电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行.⑤结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右.

2、机电一体化技术在带式输送机中的应用.带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备.因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点.目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置.它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置.一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动.由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量.

3、机电一体化技术在提升机中的应用.矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机.尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体.而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容.“九五”期间,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型.我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠.

4、矿井安全生产监控系统.多数煤矿应用监控系统还存在一些问题,主要问题是传感器的不足,并且应用过程中,其稳定性相对较差,应用寿命不足,一些研究所和应用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高.在国外,由于计算机网络软硬件技术发展很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平.

结语

随着科技的进步和技术的发展,现代综合采煤工艺也正在逐步发展,并且变得越来越先进,越来越实用,促进了我国的采煤水平.