機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

胡福慶

【摘要】近年來，我國各行各業(yè)競相發(fā)展，依靠機電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，提高制造水平，增加產(chǎn)品的應(yīng)變能力，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約大量能源和材料消耗。煤炭系統(tǒng)也在利用機電一體化技術(shù)改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人們清楚地認(rèn)識到，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。本文對機電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用進行闡述，并對其發(fā)展趨勢進行分析。

【關(guān)鍵詞】機電一體化技術(shù)；煤礦應(yīng)用；發(fā)展趨勢

0.概述

機電一體化是機械、電子、計算機和信息技術(shù)有機結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù)。機電一體化是以機械的主功能，動力功能上引進計算機和電子技術(shù)，將機械裝置和電子設(shè)備以及軟件等有機結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。它標(biāo)志著機械和電子兩個系統(tǒng)的相互滲透，相互融合。機械與電子結(jié)合的本質(zhì)，不僅單純地利用電子技術(shù)來簡化或替代機械，更重要的是從系統(tǒng)工程學(xué)的觀點出發(fā)，由機械系統(tǒng)、微電子和計算機技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

煤礦機電一體化技術(shù)是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)，是煤礦企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，在煤礦采掘、運裝備的應(yīng)用和推廣，大力地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力，為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。

1.我國煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從1970年我國自行設(shè)計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務(wù)局試驗起，我國的機電一體化技術(shù)開始萌芽。到上世紀(jì)80年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的發(fā)展，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術(shù)的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發(fā)展。到了上個世紀(jì)90年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監(jiān)控、故障診斷的研究和支架電液微機技術(shù)應(yīng)用的研究，并研發(fā)了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀(jì)后，我國煤礦機電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域均有重大突破，在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、大型固定設(shè)備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術(shù)發(fā)展尚有一定差距，并且煤炭工業(yè)相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業(yè)起步晚基礎(chǔ)薄弱，在開發(fā)水平、應(yīng)用范圍、投資規(guī)模、技術(shù)人才和管理水平方面均有較大差距。

2.煤炭機電一體化技術(shù)研究的意義

2.1提高了勞動效率

機電一體化改變了過去手工作業(yè)落后的生產(chǎn)方式，大量新型機電設(shè)備的產(chǎn)生徹底轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式，工人的勞動強度明顯降低，勞動生產(chǎn)率大幅提升，極大地提高了勞動生產(chǎn)率。

2.2提高了勞動安全保障

煤礦傳統(tǒng)的工作環(huán)境使得礦工在潮濕、充滿煤塵的環(huán)境中長時間、高負(fù)荷地工作，這嚴(yán)重影響到礦工的身體健康和生活質(zhì)量，在異常清況下，會危及到他們的生命。機電一體化采用機電設(shè)備進行煤炭的采掘、運輸、提升等，能夠使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來，并把在危險有害和困難條件下工作的工人解放出來，防止工傷和職業(yè)病的危害，確保了礦工的生產(chǎn)安全。

2.3增加了勞動收入

煤電一體化技術(shù)的運用極大地提高煤礦的勞動效率，大幅度地提高了煤炭的產(chǎn)量，提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益，礦工的經(jīng)濟收入有所提高，生活水平有所改善。煤礦企業(yè)的快速發(fā)展帶動了其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，對促進地方經(jīng)濟的快速發(fā)展起到積極的作用。

3.機電一體化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1礦井綜合采煤方面的應(yīng)用

電牽引采煤礦機是機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的一個典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有良好的牽引特性，可用于大傾角煤層、運行可靠、使用壽命長，反映靈敏、動態(tài)特性好，結(jié)構(gòu)簡單、效率高等特點。

3.2礦井運輸提升設(shè)備

（1）帶式輸送機：帶式輸送機具有長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤礦輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備。

（2）礦井提升機：礦井提升機實現(xiàn)全數(shù)字化交直流提升，特別是內(nèi)裝式提升機，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合營企業(yè)一個整體，大大簡化了機械結(jié)構(gòu)，是典型的機電一體化設(shè)備。

3.3其它煤礦機電一體化裝置

其它機電一體化設(shè)備主要指煤礦礦供電設(shè)備。煤礦供電的特點是要可靠、質(zhì)量高，能滿足大功率設(shè)備的要求，因此采用集中補償和就地補償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無功電流，減少無功功率損耗。目前高低開關(guān)普遍采用“微機保護”，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實現(xiàn)遠程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。

3.4在煤礦安全生產(chǎn)方面的應(yīng)用

礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機電一體化的技術(shù)之一，也是保證煤礦安全生產(chǎn)的有效措施，為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了積極的作用。其主要特點是：測控分站的智能化水平進一步提高，具有網(wǎng)絡(luò)連接功能，系統(tǒng)軟件采用了Windows操作系統(tǒng)。同時，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，規(guī)定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

4.煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

我國自造的煤礦機電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設(shè)備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，其未來的發(fā)展趨勢是：①開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置；②增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動化的需要；③開發(fā)以微處理器和微機為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等；④煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術(shù)今后研究的重點之一。

5.結(jié)語

先進的煤礦機電一體化設(shè)備的高智能化、程序化、信息化的特點及體積小、操作維護方便、保護齊全、性能可靠等，使得這些機電設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。它不但可以提高工作效率、減輕了操作人員的勞動負(fù)擔(dān)，提高了勞動安全保障，同時也增加了礦山企業(yè)的市場竟?fàn)幜?，增加了礦工的經(jīng)濟收入，帶動了相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展?？傊S著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及煤礦機電一體化的產(chǎn)品大量使用，其所創(chuàng)造的價值及效益將是以往不可想象的。同時各種新型機電一體化產(chǎn)品的大量使用也促進了機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)、性能的不斷提高及完善。[科]

【參考文獻】

［１］機電一體化實用手冊[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

［２］譚得健，徐?？?自動化技術(shù)、信息技術(shù)在我國煤礦企業(yè)的應(yīng)用[J].工況自動化，2003.

［３］程煒.無人化是煤炭信息化的主要目標(biāo)[N].中國電子報，2008.（10）.

［４］張念超.我國煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀淺析[J].學(xué)術(shù)探討，2008.（8）.