煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)

葛玉生

（同煤集團(tuán)云岡礦企劃科，山西 大同 037000）

引言

隨著煤礦業(yè)的不斷發(fā)展，人們對煤炭資源的需求也日益增加，我國煤炭資源持續(xù)減少，并且各種煤礦事故頻發(fā)，這些問題均時(shí)刻提醒著我們要進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦生產(chǎn)的自動化管理，提高安全化水平。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用則有助于提高煤礦生產(chǎn)率，同時(shí)提升煤礦企業(yè)的核心競爭力，繼而推動煤礦企業(yè)的長足發(fā)展。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵及優(yōu)勢

1.1 機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵

機(jī)電一體化技術(shù)將信息流與能量流、電子與機(jī)械進(jìn)行相互融合，并綜合了計(jì)算機(jī)、微電子、自動控制、信號變換等諸多技術(shù)，可謂是一個(gè)復(fù)雜的“綜合體”，其先進(jìn)性具體體現(xiàn)在高質(zhì)量、高功能、高可靠、高精度以及低能耗等方面。機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過不斷的進(jìn)步與發(fā)展，以其獨(dú)特的優(yōu)越性不斷擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，尤以煤礦生產(chǎn)工業(yè)為主。

1.2 機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

首先，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有較高的安全性能，具備自動監(jiān)視以及自動報(bào)警與保護(hù)等多種功能，不僅大大減少了勞動力，而且提高了機(jī)電設(shè)備的安全性與可靠性；其次，機(jī)電一體化技術(shù)能夠滿足不同客戶的不同需求，因而其應(yīng)用范圍尤為廣泛；再次，機(jī)電一體化技術(shù)集合機(jī)械與電子兩大主流技術(shù)，通過對先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)整合，使自身具備強(qiáng)大的功能，使調(diào)整維護(hù)工作更為便捷。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用于煤礦生產(chǎn)中，不僅有助于大幅度減少勞動強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，而且可以降低能源消耗，提高安全系數(shù)并加快煤礦生產(chǎn)進(jìn)程。

2 煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)

2.1 在煤礦采掘工程中的應(yīng)用

煤礦采掘工程作為煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)工程，對整個(gè)生產(chǎn)活動的效率有著重要的影響及作用，在煤礦采掘工程中引入機(jī)電一體化技術(shù)具有不容忽視的現(xiàn)實(shí)意義。在現(xiàn)階段的煤礦開采作業(yè)中多采用電牽引采煤機(jī)，與傳統(tǒng)液壓牽引采煤機(jī)不同，電牽引采煤機(jī)不需要復(fù)雜的防滑設(shè)施，其具有良好的牽引性能，能夠適用于傾斜度較大的煤層，可以提供較大的牽引力，并且在下滑過程中能夠進(jìn)行自動發(fā)電制動。除此之外，電牽引采煤機(jī)以其簡單靈敏的結(jié)構(gòu)及良好的動態(tài)性有效減少了電能的損耗，維護(hù)方便，運(yùn)行高效且具有較高的可靠性、耐用性以及安全性，對提高煤礦生產(chǎn)效益有著巨大的推動作用。

2.2 在礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

礦井提升系統(tǒng)注重的是煤炭從井下被提升至地面環(huán)節(jié)的效率以及質(zhì)量，隨著機(jī)械化采煤程度的不斷提高，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)對礦井提升系統(tǒng)的要求也更加嚴(yán)格。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于礦井提升系統(tǒng)中無疑對提高煤礦生產(chǎn)效率有重要的意義，其中以全數(shù)字化交直流提升機(jī)為典型應(yīng)用。全數(shù)字化交直流提升機(jī)無需配備專門的絞車司機(jī)，將驅(qū)動結(jié)構(gòu)與滾筒進(jìn)行有效結(jié)合，并對機(jī)械與計(jì)算機(jī)、電力電子、自動控制等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，通過同步運(yùn)行的兩臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行相互檢測與備用即可實(shí)現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測與故障記憶。全數(shù)字化交直流提升機(jī)以其簡單化的硬件設(shè)備和較強(qiáng)的兼容性使礦井提升系統(tǒng)在效率和安全性方面都得到了較大的改善［1］。

2.3 在煤炭運(yùn)輸過程中的應(yīng)用

現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，井下運(yùn)輸多采用皮帶式運(yùn)輸機(jī)。與傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)不同，皮帶式運(yùn)輸機(jī)多通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，有著簡單的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，其主要驅(qū)動方式為直流式變頻裝置，可以有效保障煤礦運(yùn)輸過程的穩(wěn)定。大巷強(qiáng)力運(yùn)輸機(jī)的廣泛應(yīng)用大大提高了煤炭運(yùn)輸?shù)男屎唾|(zhì)量；CST可控軟啟動裝置則采用機(jī)、液、電一體化技術(shù)，極大地改善了運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動現(xiàn)狀，有效提高了煤礦的運(yùn)輸效益。近些年來，皮帶運(yùn)輸以其在運(yùn)輸煤炭過程中的連續(xù)性、穩(wěn)定性、高效性以及自動化等優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸成為煤炭運(yùn)輸?shù)闹髁鞣绞健?/p>

2.4 在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)通過在設(shè)備中安裝傳感器以及設(shè)備檢測裝置，以計(jì)算機(jī)為媒介實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理與控制，優(yōu)化了機(jī)電一體化設(shè)備的管理；另外，在煤礦主扇中安裝有變頻設(shè)備，通過對風(fēng)量和頻率的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動化，進(jìn)而節(jié)約能源、降低消耗；從液壓支架向電液控制和自動移駕的轉(zhuǎn)變可以有效防止對頂板和支架的沖擊；采用微機(jī)保護(hù)技術(shù)使高壓開關(guān)柜具備遠(yuǎn)程遙控功能；真空開關(guān)的使用可以有效延長高壓開關(guān)柜的使用壽命從而大大減少維護(hù)工作量。這些都是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，不僅有效改善了設(shè)備的運(yùn)行效率，也極大提高了設(shè)備的安全性能。

2.5 在機(jī)電設(shè)備維護(hù)維修中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，由于工作環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備往往會出現(xiàn)一些故障性問題，因此機(jī)電設(shè)備的維修維護(hù)工作非常重要［2］。機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備維修維護(hù)中的應(yīng)用可以有效縮短維修維護(hù)周期，提高效率。機(jī)電一體化設(shè)備中先進(jìn)的傳感系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器反饋的信息對設(shè)備故障及時(shí)地進(jìn)行確定，并通過計(jì)算機(jī)對故障類型進(jìn)行備案，很大程度上節(jié)約了檢修維護(hù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性與高效性。另外，機(jī)電一體化設(shè)備無需對故障進(jìn)行一步一步地排除，只需查詢計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫即可確定其故障代碼進(jìn)而確定設(shè)備故障，具有較強(qiáng)的高效性。

2.6 在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

除上文所提到的諸多環(huán)節(jié)外，機(jī)電一體化技術(shù)在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)也有涉足。如螺桿式空壓機(jī)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在有效實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)過載、缺相、錯相等的保護(hù)功能的同時(shí)，也具備記憶存儲、故障診斷、遠(yuǎn)程通信等增值功能。此外，還有微機(jī)保護(hù)與高壓開關(guān)的結(jié)合等。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

近些年來，我國的機(jī)電一體化技術(shù)在不斷發(fā)展中改進(jìn)，在不斷改進(jìn)中完善，已經(jīng)相繼取得很大進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比，仍然存在一定的差距，有著較大的發(fā)展空間。我們必須不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的要求，進(jìn)一步加深其在我國煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電一體化，顧名思義即機(jī)械與電子的有效結(jié)合，機(jī)電一體化技術(shù)較為注重設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)與控制系統(tǒng)間的通信連接，其發(fā)展偏向網(wǎng)絡(luò)化。大多數(shù)煤礦企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)化平臺實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行以及故障排除等方面的遠(yuǎn)程控制及優(yōu)化管理。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢［3］。

3.2 智能化

機(jī)電一體化技術(shù)一大顯著的特點(diǎn)即較高的自動化與智能化，系統(tǒng)具備正常人的邏輯思維能力、判斷能力以及自我選擇能力，采用智能機(jī)器人來適應(yīng)復(fù)雜的開采環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的無人管理，煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)正朝著這個(gè)方向不斷邁進(jìn)。

3.3 綠色化

煤礦開采一方面使得我國的煤礦資源逐漸瀕臨枯竭，一方面也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，環(huán)保問題成為煤礦生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，這也就注定機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展將日趨綠色化。綠色的機(jī)電一體化技術(shù)要求能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的精準(zhǔn)控制，在不破壞周圍環(huán)境的基礎(chǔ)上合理開采煤層，有效提高資源利用率的同時(shí)，也要避免大量有害物質(zhì)對煤礦開采人員的危害，對生產(chǎn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)綠色化管理。

4 結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠提高煤礦的生產(chǎn)效率，提升企業(yè)的核心競爭力，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，在市場競爭日益激烈化的今天，這對于企業(yè)來說無疑是一個(gè)巨大的機(jī)遇。所以，煤礦企業(yè)應(yīng)抓緊機(jī)遇，致力于機(jī)電一體化技術(shù)的普及與應(yīng)用，以便促進(jìn)企業(yè)的高效性與經(jīng)濟(jì)性發(fā)展，盡快實(shí)現(xiàn)企業(yè)的完美轉(zhuǎn)型與升級。

［1］ 王磊.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.技術(shù)與市場，2014（8）：112－119.

［2］ 孟磊.淺談煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)［J］.大觀周刊，2012（22）：76－85.

［3］ 李鄭和.現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)［J］.科技信息，2013（1）：101－111.