論煤礦機(jī)電技術(shù)的一體化應(yīng)用

孫緒文

【摘 要】在我國(guó)，煤礦的傳統(tǒng)特性導(dǎo)致礦工的操作條件較為危險(xiǎn)，嚴(yán)重危機(jī)礦工的生命安全。而機(jī)電一體化的高安全性一點(diǎn)程度上降低了這些危險(xiǎn)，所以，在煤礦開采中，機(jī)電一體化技術(shù)成為必然趨勢(shì)。煤礦開采時(shí)的機(jī)電一體化技術(shù)可以提高生產(chǎn)的效率，更能保證工人的安全。這篇文章重點(diǎn)簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在煤礦生產(chǎn)過程中分析了機(jī)電一體化技術(shù)在幾種設(shè)備應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。最后，分析了我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】煤礦；機(jī)電一體化；安全；效率

在煤礦生產(chǎn)中，僅依靠機(jī)械和液壓來控制性能以及脫離了煤礦發(fā)展的世界水平，而機(jī)電一體化作為煤礦產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)，逐漸發(fā)展成為煤礦業(yè)的支撐性重點(diǎn)。鑒于機(jī)電一體化的發(fā)展成果，在對(duì)煤礦的規(guī)模和控制水平等幾個(gè)方面提出新的要求。機(jī)電機(jī)電一體化，即電子控制技術(shù)，是一門集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)，以及自動(dòng)化技術(shù)等多方面的技術(shù)，最終自成一體的獨(dú)立的交叉性學(xué)科，已經(jīng)成為煤礦業(yè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。煤礦的生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化和機(jī)械化的程度，不僅較為直接的影響了煤礦業(yè)的利益和經(jīng)濟(jì)， 而且也明顯的影響了煤礦的通風(fēng)和排水，以及提升和供電等環(huán)節(jié)。所以，在煤礦的生產(chǎn)過程中，能夠?qū)嵤C(jī)電一體化，對(duì)煤礦的發(fā)展和未來的生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生重要的意義。

1.一體化技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用價(jià)值

1.1提高勞動(dòng)安全保障

在我國(guó)，傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)環(huán)境工人潮，操作人員需要在高負(fù)荷工作量的條件下工作， 這些惡劣的環(huán)境會(huì)影響到他們身體健康，最終會(huì)嚴(yán)重影響他們的生活質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)危及到生命安全。而采用機(jī)電一體化的技術(shù)，在采礦過程中可以采用自動(dòng)化的設(shè)備，使運(yùn)輸和提升等各個(gè)煤礦井下操作的環(huán)節(jié)都可以降低勞動(dòng)量，所以在降低繁重勞動(dòng)的同時(shí)，在很大程度上降低事故的發(fā)生率，煤礦的危險(xiǎn)率也大大降低。降低勞動(dòng)量的操作人員，一定程度上防治職業(yè)病和礦難的發(fā)生，保障了礦工的極大的人身安全[1]。

1.2提高礦工的勞動(dòng)效率

應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，在煤礦工作中很大程度上改變了傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)方式， 而且大量先進(jìn)的新型自動(dòng)化設(shè)備使煤礦的生產(chǎn)模式發(fā)生了本質(zhì)的改變。生產(chǎn)方式和生產(chǎn)模式的改變，是我國(guó)煤礦生產(chǎn)告別了傳統(tǒng)的落后技術(shù)，降低了礦工的生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，很大程度上提高了礦工勞動(dòng)的效率，最終保證了井下的勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

1.3增加煤礦業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)電一體化技術(shù)，在煤礦生產(chǎn)過程中不僅節(jié)省了勞動(dòng)力提高了勞動(dòng)的效率，最重要的是大幅度的提高了煤礦的產(chǎn)量，高產(chǎn)量的煤礦使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益極大的提高，結(jié)果是進(jìn)一步的增加了礦工的基本收入，高收入使礦工的生活質(zhì)量得到極大的提升，反過來更加有精力投入到采礦工作中。煤礦中的機(jī)電一體化技術(shù)，使煤礦企業(yè)獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景，而且也促進(jìn)了其他行業(yè)的發(fā)展，一定程度上帶的了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[2]。

2.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的具體應(yīng)用

2.1在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一就是帶式輸送機(jī)，如今我國(guó)已自行制造出了各種類型的帶式輸送機(jī)，各式各樣的輸送機(jī)運(yùn)輸效果不同，礦井業(yè)經(jīng)常運(yùn)用的有大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備，屬于礦井下的大功率和長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)，此外還有高產(chǎn)高效順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，這些都是我國(guó)自主研究制造的，然而帶式輸送機(jī)一直被一些問題困擾，比如說輸送機(jī)輸送容量太小，運(yùn)行速度很慢，有些輸送機(jī)的運(yùn)行不穩(wěn)定。而機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在采礦時(shí)有效的解決了這些問題，解除了礦工的煩惱，，這都是由于機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)電一體化下的帶式輸送機(jī)輸送容量大，輸送效率高，輸送的速度快，可以長(zhǎng)距離輸送以及高可靠性強(qiáng)。這些優(yōu)點(diǎn)提高了煤礦的輸送的效率和質(zhì)量。我國(guó)又組織研究組對(duì)機(jī)電一體化水平下的帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探究和研討，開發(fā)了更先進(jìn)的主要部件，最終，成功的研制出多種世界水平的軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置。機(jī)電一體化技術(shù)中應(yīng)用了可操作軟啟動(dòng)的裝置形式，這種設(shè)備輸送慣性強(qiáng)而且負(fù)載量大，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)同時(shí)操控一臺(tái)輸送機(jī)不僅縮短煤礦的了運(yùn)輸時(shí)間，更是提高了開采速度[3]。

2.2在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)，主要體現(xiàn)在牽引方式的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的采煤機(jī)是液壓式，而機(jī)電一體化則是電牽式方式，電牽引保證了機(jī)電一體化充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。電牽引有以下的優(yōu)點(diǎn)，首先， 電牽引可以減去輸送過程中采煤機(jī)自身的阻力的影響， 其內(nèi)的發(fā)電裝置可以減少資源浪費(fèi)。鑒于煤層的陡坡度和大傾角的特點(diǎn)，采煤機(jī)的性能必須要求嚴(yán)格，機(jī)電一體化技術(shù)在軸端安裝的防滑設(shè)備可以提升電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，不在收大傾角的威脅，坡度大也不再是運(yùn)輸?shù)碾y題。再次，傳統(tǒng)的液壓牽引裝置，因?yàn)檩^長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，元件將會(huì)被磨損，設(shè)備的壽命減低并且加大了維修工作量。而電牽引電動(dòng)機(jī)的摩損少，其它的元件一般不會(huì)發(fā)生磨損，所以工作安全可靠，一般不發(fā)生故障，壽命長(zhǎng)，應(yīng)用的時(shí)間久，不需要經(jīng)常維修，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命。然后，采煤機(jī)電牽引式要想操作靈活，反應(yīng)快，可以通過調(diào)節(jié)電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。采用電控系統(tǒng)，可以有效的杜絕采煤機(jī)超載，從而提高了采煤的的安全性。最后，傳統(tǒng)的采煤機(jī)由于體積較大以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等確點(diǎn)制約了采煤機(jī)的使用范圍，體積小重量輕的電牽引式保證了整套設(shè)備的簡(jiǎn)易性[4]。

2.3在提升機(jī)中的應(yīng)用

目前，在煤礦的設(shè)備中，礦井提升機(jī)是煤礦機(jī)電一體化中自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，我國(guó)的“九五”計(jì)劃提升礦井提升機(jī)成為全數(shù)字化的提升機(jī)，以內(nèi)裝式提升機(jī)為最常用，內(nèi)裝式提升機(jī)將驅(qū)動(dòng)和滾筒在構(gòu)造上合為一個(gè)整體，此舉簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是機(jī)電一體化設(shè)備較典型的制造。全數(shù)字提升機(jī)可進(jìn)行重復(fù)性故障尋址和診斷，還可以簡(jiǎn)單的通信。全數(shù)字提升機(jī)配置輕簡(jiǎn)，零備件少，可以較輕松的控制軟件啟動(dòng)，并且可以瞬間改變加速度。國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)是我國(guó)各煤礦的提升機(jī)的首選機(jī)型，現(xiàn)列舉我國(guó)自主研究開發(fā)的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化直流提升機(jī)，它的核心部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由雙CPU 構(gòu)成，運(yùn)用總線的方式，簡(jiǎn)化了電氣的安裝。此外，我國(guó)經(jīng)過精心研究，還研制出了第一臺(tái)交流提升機(jī)，它是由交變頻器供電的，2000年的時(shí)候投入使用，效果佳。這種提升機(jī)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，更加完善了安全保護(hù)系統(tǒng)。這些先進(jìn)技術(shù)有其自己獨(dú)特的敵法，首先使用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，倆臺(tái)計(jì)算機(jī)都有自己的獨(dú)立系統(tǒng)，獨(dú)立測(cè)量，獨(dú)立設(shè)置傳感裝置以及數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)。因?yàn)檫\(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以及時(shí)檢測(cè)安全回路和制動(dòng)回路，也可以對(duì)電源和驅(qū)動(dòng)回路實(shí)時(shí)檢測(cè)，極大的提高了其安全性和實(shí)時(shí)性[5]。

3.結(jié)論

我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)，起步雖然較晚，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，但是發(fā)展較快而且空間較大。但是同其他的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)仍然處于落后的局面，所以我們需要引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，選拔研究人才走出去學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。只有不斷的學(xué)習(xí)高科技技能，不斷引進(jìn)高水平技術(shù)，才能向自主研發(fā)，做到中國(guó)創(chuàng)造的機(jī)電技術(shù)。先進(jìn)煤礦的機(jī)電一體化設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是智能化、高程序化以及高信息化，而且體積小，操作和維護(hù)方便，性能可靠。所以在煤炭生產(chǎn)中，機(jī)電設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提供了安全保障，提高了煤礦的生產(chǎn)能力，為社會(huì)和國(guó)家創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。為了更好的保證機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)揮更強(qiáng)的作用，切實(shí)我國(guó)相應(yīng)技術(shù)的研究勢(shì)在必行，唯有這樣，才能推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉勝.大同煤田地質(zhì)構(gòu)造綜合探測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)煤田地質(zhì)，2005，17，（1）：47-48，63.

[2]張偉.淺析我國(guó)煤礦企業(yè)機(jī)電技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新[J].機(jī)電信息，2011，（9）：77，101.

[3]李平.機(jī)電一體化的應(yīng)用分析與發(fā)展研究[J].科技與企業(yè)，2012，（14）：332-335.

[4]劉加民.論煤礦機(jī)電技術(shù)中的一體化應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2010，（24）：45-46.

[5]安治國(guó).論煤礦機(jī)電技術(shù)中的一體化應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，（21）：2-5.