礦井機(jī)械機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用探討

周忠鈞

（貴州創(chuàng)新礦冶工程開發(fā)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550001）

礦井進(jìn)行施工與生產(chǎn)時(shí)，對(duì)礦井機(jī)械的性能有很多要求，不但要堅(jiān)固耐用、維修簡(jiǎn)單、效率高、降耗節(jié)能、質(zhì)量好、精確度高，還要有較低的使用、制造成本和較高的性價(jià)比、經(jīng)濟(jì)性能，而引入機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)，能夠使礦井機(jī)械的這些要求都能得到滿足，因此該技術(shù)的廣泛應(yīng)用具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)與礦井機(jī)械

目前，機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)礦井開采工作中占有重要地位。該技術(shù)充分結(jié)合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)與液壓控制技術(shù)等多種技術(shù)，可以大幅提升礦井機(jī)械作業(yè)精度與效率、使用年限、拆除與安裝速度、維修便利性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及操作的舒適性等，將微機(jī)與微處理器當(dāng)作核心的電子技術(shù)與控制裝置逐漸在礦井機(jī)械中得到大范圍應(yīng)用，特別是機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)，廣泛應(yīng)用于礦井機(jī)械設(shè)備的在線監(jiān)控、故障診斷、故障報(bào)警、變頻控制等領(lǐng)域。伴隨礦井行業(yè)不斷提高礦井機(jī)械的性能要求，各種電子控制裝置將會(huì)更加普遍地應(yīng)用到礦井機(jī)械中，向著結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與維護(hù)專業(yè)性方向不斷發(fā)展。

2 礦井機(jī)械中機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用

在進(jìn)行礦井生產(chǎn)的工作時(shí)，礦井機(jī)械的自動(dòng)化程度與經(jīng)濟(jì)性決定著礦井生產(chǎn)工作的供電、排水、通風(fēng)、提升等對(duì)各方面。礦井的機(jī)械、礦井的控制系統(tǒng)質(zhì)量以及礦井的電子性能高低又對(duì)礦井的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與可靠性有一定影響，繼而對(duì)施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率與使用壽命產(chǎn)生影響。電子系統(tǒng)是現(xiàn)代化礦井機(jī)械一個(gè)重要部分，逐漸變成對(duì)礦井機(jī)械水平進(jìn)行衡量的主要標(biāo)準(zhǔn)。由于僅僅依靠機(jī)械技術(shù)與液壓技術(shù)不能滿足日益提高的礦井機(jī)械性能要求，對(duì)電子控制技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用成為礦井行業(yè)的必然要求。如果能將機(jī)電一體化技術(shù)這門新興技術(shù)在礦井機(jī)械中進(jìn)行合理應(yīng)用，將會(huì)使礦井機(jī)械和礦井生產(chǎn)迎來革命性的變化，獲得巨大飛躍。

2.1 礦井的安全生產(chǎn)

要想使礦井的安全生產(chǎn)得到保證，應(yīng)利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行支撐，一個(gè)性能優(yōu)良的礦井監(jiān)控系統(tǒng)，能夠使礦井生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的安全事故最大限度減少或避免。一般來說，在平時(shí)礦井進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，對(duì)于礦井監(jiān)控的系統(tǒng)有一定要求，應(yīng)盡可能確保監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行暢通，還要使工作人員彼此之間的聯(lián)絡(luò)得到保證，從而確保井下工作人員的生命安全。在礦井的監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)，可以對(duì)系統(tǒng)主機(jī)中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行充分連接，利用局域網(wǎng)形成同步的模式，借助通信的專門接口對(duì)主備機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，使用專業(yè)軟件分析與整理這一過程中出現(xiàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，使打印、顯示圖像、檢索、上傳等多種要求得到滿足，從而為礦井的安全生產(chǎn)提供技術(shù)上的支撐，確保監(jiān)控系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高礦井的生產(chǎn)安全性。

2.2 礦井運(yùn)輸及提升

礦井運(yùn)輸和礦井提升是使正常的礦井生產(chǎn)得以保證的基礎(chǔ)性工作，其具體工作效率和礦井的生產(chǎn)效率有著密切關(guān)系。在礦井運(yùn)輸和礦井提升中應(yīng)用機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)一般分為帶式輸送機(jī)與礦井提升機(jī)兩種。相關(guān)研究顯示，國內(nèi)當(dāng)前運(yùn)輸?shù)V井的設(shè)備中，帶式輸送機(jī)使用得較為廣泛，是主要的礦井運(yùn)輸設(shè)備，具備可靠性強(qiáng)、運(yùn)輸量大、自動(dòng)化水平高等多種優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。而礦井提升機(jī)的使用，可以使全數(shù)字提升這一目的得以實(shí)現(xiàn)，內(nèi)裝式提升機(jī)就是典型的代表，通過機(jī)電一體化設(shè)備，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面優(yōu)化，有效的連接了驅(qū)動(dòng)和滾筒，充分提高了設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。

2.3 礦井的綜合采礦

在礦井的綜合采礦方面，機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用主要代表為電牽引采煤機(jī)，該設(shè)備使機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮。近些年該設(shè)備具體應(yīng)用的過程中，在牽引的特性上和液壓牽引作比較，表現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與先進(jìn)性，并且電牽引采煤機(jī)的作業(yè)功率很大，能夠支持大傾角的煤層作業(yè)。此外，該設(shè)備還表現(xiàn)出一結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、使用壽命長、靈敏度高等諸多優(yōu)點(diǎn)[1]。

2.4 礦井機(jī)械其他方面

客觀來說，礦井的供電設(shè)備是其他種類的機(jī)電一體化設(shè)備。按照具體的礦井供電特點(diǎn)，要想使大功率設(shè)備工作需要得到滿足，對(duì)設(shè)備的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，而且還要是設(shè)備在運(yùn)行過程中的可靠性與穩(wěn)定性得到保證[2]。在這種情況下對(duì)礦井進(jìn)行開采時(shí)，應(yīng)將開采過程中的各種情況進(jìn)行考慮為基本前提，采用合理的開采技術(shù)，使供電系統(tǒng)的無功電流損耗和無功功率損耗盡可能減少，使功率的因數(shù)得到增加。一般來講，集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償是比較普遍的兩種手段。按照國內(nèi)當(dāng)前應(yīng)用的狀況不難看出，使用范圍最廣的設(shè)備就是微機(jī)保護(hù)開關(guān)，該設(shè)備的各種網(wǎng)絡(luò)功能完備而齊全，可以給開采礦井的工作帶來很大的便利，值得在礦井行業(yè)中大范圍應(yīng)用和推廣。

圖1 微機(jī)開關(guān)

3 機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用展望

與國外部分先進(jìn)技術(shù)作比較，國內(nèi)礦井機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)仍有較大差距存在，因此相關(guān)部門應(yīng)增加礦井機(jī)械的科技研發(fā)投入，加強(qiáng)開發(fā)機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)力度，使我國礦井機(jī)械的自動(dòng)化和機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)得到充分提高。應(yīng)充分借鑒和引進(jìn)國外礦井機(jī)械的先進(jìn)技術(shù)，按照國內(nèi)當(dāng)前礦井的發(fā)展?fàn)顩r，規(guī)劃和開發(fā)符合國內(nèi)礦井生產(chǎn)需要的機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)。伴隨國內(nèi)機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)能力逐漸提高，礦井作業(yè)的效率和安全性也日益提高，礦井企業(yè)應(yīng)對(duì)工作人員進(jìn)行機(jī)械使用和技術(shù)的培訓(xùn)，使工作人員適應(yīng)不斷更新的礦井自動(dòng)化機(jī)械并能夠熟練操作。另外，對(duì)礦井機(jī)械的維護(hù)和管理工作也十分重要，礦井公司應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該方面的重視，為礦井生產(chǎn)提供一個(gè)穩(wěn)定、安全的環(huán)境。

4 結(jié)語

總而言之，在礦井機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)具有十分重要的意義。機(jī)電一體化的數(shù)控技術(shù)可以應(yīng)用于礦井的安全生產(chǎn)、運(yùn)輸及提升、綜合采礦以及一些其他方面，礦井企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究與開發(fā)，為礦井生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。