淺談機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用

周克長

摘 要：最近幾年，我國的很多行業(yè)都獲取了非常顯著的成就，借助機(jī)電一體化科技，合理的提升了設(shè)備的特征以及品質(zhì)和穩(wěn)定性，提升了制造能力，提升了應(yīng)變水平以及功效，節(jié)省了資源。對于煤炭體系來說，在使用這項(xiàng)技術(shù)開展改造工作的時(shí)候，獲取了非常顯著的成就。它使得我們非常明確的意識到，該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步，是確保高效優(yōu)質(zhì)采煤以及相關(guān)裝置革新的關(guān)鍵方法。文章重點(diǎn)的論述了這項(xiàng)技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用，而且闡述了它的前進(jìn)方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；煤礦；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

1 前言

機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。它體現(xiàn)的是當(dāng)今的科技進(jìn)步的特性，其具有非常優(yōu)秀的生命力。因?yàn)槊禾窟\(yùn)作是把非常多的煤炭通過地層里面的挖掘輸送等達(dá)到地表，所以，必須用很多的機(jī)電裝置才可以實(shí)現(xiàn)，此時(shí)這項(xiàng)技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)品就體現(xiàn)出了它的關(guān)鍵意義。機(jī)電一體化將機(jī)械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。

2 該項(xiàng)技術(shù)在煤炭行業(yè)中的具體特征

2.1 體現(xiàn)在提升機(jī)中的功效

現(xiàn)在階段，提升機(jī)是有著非常優(yōu)秀的自動化水平，以及機(jī)電一體化水平的裝置。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，在構(gòu)造上，它把滾筒和驅(qū)動放到一起，構(gòu)造得到了很大的優(yōu)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，按照總線模式，精簡了安裝步驟，除此之外，硬件裝置并不繁瑣，能夠有強(qiáng)大的兼容性特征“九五”期間，國產(chǎn)數(shù)字化直流提升機(jī)已成為煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的特性非常的優(yōu)秀，而且活動便捷，精準(zhǔn)穩(wěn)定。此外，我國還應(yīng)用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。現(xiàn)在，最大裝機(jī)容量已達(dá)到5000kW，主、副井提升機(jī)可做到全自動化，此時(shí)不用專門的駕乘人員。

2.2 體現(xiàn)在采煤設(shè)備中的意義

電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，其有著如下的一些特征。首先，其有著非常優(yōu)秀的牽引性，能在設(shè)備運(yùn)作的時(shí)候，帶來強(qiáng)大的牽引力，確保它能夠運(yùn)作，同時(shí)還能夠在設(shè)備下滑的的時(shí)候產(chǎn)生發(fā)電制動力，進(jìn)而回饋電能。其次，可用于大傾角煤層：牽引電動機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動力矩為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在40°～50°傾角的煤層，并不用被動防滑部件。第三，運(yùn)作穩(wěn)定，運(yùn)行時(shí)間非常的久，通常電牽引不同于液壓形式的，對于前一個(gè)來講，只有電刷等存在少量的損壞，別的部件都不會有問題，所以它的運(yùn)作時(shí)間非常久，發(fā)生的問題也不多，使用時(shí)間非常久，不需要繁瑣的維護(hù)活動。第四，活動靈活，動態(tài)特征優(yōu)秀，此時(shí)電控體系可以自行的進(jìn)行多種數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)，避免裝置過于負(fù)荷的運(yùn)作。第四，它的構(gòu)造非常的單一，功效較高。這種裝置的傳動體系的構(gòu)造并不繁瑣，規(guī)模不大，并不很重，而且功效非常高。

1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344-PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)以來，我國的電牽引采煤機(jī)有了較快的發(fā)展。國內(nèi)上海天地公司、太原礦山機(jī)械廠、西安煤機(jī)廠、雞西煤機(jī)廠等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機(jī)，并且獲取了非常顯著的發(fā)展，通過長達(dá)二十多年的研究探索，我們國家的該項(xiàng)電牽引性質(zhì)的設(shè)備不斷的向著先進(jìn)化的方向發(fā)展邁進(jìn)，進(jìn)而在很大程度上推動了煤炭行業(yè)生產(chǎn)科技的發(fā)展壯大。

2.3 機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

這種設(shè)備因?yàn)樗妮斔途嚯x非常的長，而且量也很龐大，運(yùn)作很穩(wěn)定，功效較高，并且具有非常顯著的自動化特征，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。所以，它成為了我們國家最近幾年在機(jī)電一體化工藝方面的關(guān)鍵探索事項(xiàng)。目前主要采用機(jī)、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(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動裝置。通常單條的輸送設(shè)備可有單臺或者是多臺的裝置來運(yùn)行。因?yàn)檫€沒有處理好動態(tài)分析以及相關(guān)的其他科技方面的內(nèi)容，我們國家的該項(xiàng)設(shè)備的驅(qū)動并不是非常多，通常是三個(gè)，此時(shí)就使得其距離以及輸送量都受到很大的影響。同時(shí)，它的監(jiān)控裝置的功效非常低，穩(wěn)定性不高，而且不靈活，使用時(shí)間也不長，和其它國家比對來看，存在很大的距離。

2.4 其他煤礦機(jī)電一體化裝置

液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國某煤礦采用從德國和美國引進(jìn)的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達(dá)3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。

對于煤炭單位來講，其供電的特點(diǎn)是要確保安穩(wěn)，而且品質(zhì)要優(yōu)秀，可以符合較大功率裝置的運(yùn)作規(guī)定。所以，要推行節(jié)能的裝置。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小，運(yùn)作時(shí)間久的裝置。采用集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)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)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。

3 該項(xiàng)技術(shù)在今后時(shí)間段的發(fā)展方向簡介

我們國家自己生產(chǎn)的具有這項(xiàng)技術(shù)特征的裝置，都有著很多的優(yōu)點(diǎn)，比如集中地體現(xiàn)為其智能化特征顯著，而且呈現(xiàn)出程序性特征，有著非常顯著的信息化特征，并且裝置的面積不是很大，便于進(jìn)行活動，而且維護(hù)量也不大，性能非常的優(yōu)越等等。此類裝置在煤炭行業(yè)中的大力發(fā)展，不但降低了工作者的活動量，同時(shí)還非常顯著的提升了煤礦的運(yùn)作效力，帶來了非常豐厚的利潤。不過，我們國家的該項(xiàng)科技結(jié)束，和一些優(yōu)秀的國家比對來看，還是有著非常顯著的差距的，所以，很多活動還要持續(xù)的探索分析，它在今后一段時(shí)間的發(fā)展方向有如下的四點(diǎn)。第一，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；第二，提升裝置的通信水平，以此來更加的適合自動化活動的規(guī)定。第三，開發(fā)以微處理器和微機(jī)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(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等；第四，在后續(xù)的發(fā)展中，還要將機(jī)器人當(dāng)成是探索的一大關(guān)鍵要素。

4 結(jié)束語

最近幾年，由于微電子以及電腦和其它很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，此時(shí)信息流就很顯然的變成了機(jī)電一體化最為關(guān)鍵的特征。它的相關(guān)產(chǎn)品或其高性能的水平，像是自動化等有了非常顯著的進(jìn)步。所以，機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。該項(xiàng)技術(shù)在煤炭采掘以及輸送等方面發(fā)揮了非常顯著的成就，目前其運(yùn)行范圍很寬，在很大程度上帶動了我們國家的煤礦單位的發(fā)展壯大，進(jìn)而確保了煤炭事業(yè)不斷的向著高效能的方向發(fā)展壯大。

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