劉長貴

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化更加具有了時(shí)代感和先進(jìn)性，尤其是進(jìn)入本世紀(jì)以來，各種智能技術(shù)的開發(fā)與利用對于機(jī)電一體化來說簡直起到了天翻地覆的作用，他在全方位提高了機(jī)電一體化的水準(zhǔn)，并且有效地結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的利用，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加全面，更加全方位和有效。本文闡述了我國煤礦機(jī)電一體化的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國家的差距以及機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的優(yōu)勢，重點(diǎn)對機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用進(jìn)行了探討分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)電一體化;現(xiàn)狀;應(yīng)用分析

一、我國煤礦機(jī)電一體化的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國家的差距

雖然我國在機(jī)電一體化的進(jìn)程方面和西方發(fā)達(dá)國家差不多，但在具體的技術(shù)和應(yīng)用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術(shù)水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機(jī)械設(shè)備上也存在著明顯的落后趨勢，舉例來說，國外現(xiàn)在最流行的一種 SL500 系列采煤機(jī)的各種數(shù)據(jù)在我國暫時(shí)研制不出來，并且在交流變頻開采技術(shù)等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動化技術(shù)上，因?yàn)橹悄艿淖詣踊夹g(shù)是新興起的一種技術(shù)，這種技術(shù)在我國還沒有流行的很廣泛，因此也就存在著很大的差距。

我國的機(jī)電一體化起步是比較晚的，這和我國進(jìn)入工業(yè)時(shí)代和計(jì)算機(jī)時(shí)代比較落后有直接關(guān)系，導(dǎo)致了煤礦開采技術(shù)的落后。機(jī)電一體化的興起主要得益于電子科技的發(fā)展，人們嘗試著把電子技術(shù)和原有的機(jī)械水平相結(jié)合，用以提高原有的機(jī)械水平，事實(shí)證明這種做法也起到了良好的效果，不僅刺激了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展也進(jìn)一步提高了電子技術(shù)的發(fā)展，從而促使我們進(jìn)入了計(jì)算機(jī)時(shí)代;計(jì)算機(jī)技術(shù)是機(jī)電一體化最重要的一部分，其在機(jī)電一體化各個(gè)方面的應(yīng)用都起著重要的作用，在更大程度上促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展，使得機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。

就我國目前來說，煤礦機(jī)電一體化還存在著很明顯的不足也與西方國家存在明顯的差距，但任然取得了很明顯的進(jìn)步，這在很多方面都得到了體現(xiàn)：MGD150NW采煤機(jī)的應(yīng)用是最明顯的一個(gè)標(biāo)志，它不僅大大提高了產(chǎn)量，還增加了安全性;綜合液壓支架的使用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設(shè)備安全;鋼絲繩損耗定量檢測系統(tǒng)，這一系統(tǒng)就充分利用了計(jì)算機(jī)的作用，精確的計(jì)算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無形;此外，還有很多其他技術(shù)的利用也充分體現(xiàn)了我國煤礦機(jī)電一體化的進(jìn)程，例如提升機(jī)交流電控系統(tǒng)、LC煤礦提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的優(yōu)勢

1.節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率

例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動、PLC 控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為 30% 左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高。

2.自動化或半自動化程度的提高

煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足，對作業(yè)精度的影響。

3.在線監(jiān)控、自動報(bào)警及故障自診

即對煤礦機(jī)械的電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長設(shè)備的使用壽命。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用

1.機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的使用

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，它具有一下特點(diǎn)：①良好的牽引特性：可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋電能。②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，而不需要其它防滑裝置。③運(yùn)行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機(jī)的電刷和整流子有磨 a 損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好：電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。⑤結(jié)構(gòu)簡單、效率高：電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá) 99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有 65%-70% 左右。

2.機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的使用

帶式輸送機(jī)由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，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。因此，成為近幾年來機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。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。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺或幾臺 CST 驅(qū)動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù)，我國帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動點(diǎn)不能不知過多，一般為 3 點(diǎn)驅(qū)動，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長度和運(yùn)量。

3.機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的使用

礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，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，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容?！熬盼濉逼陂g，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)，其性能先進(jìn)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠。

4.礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。

四、結(jié)束語

隨著科技的進(jìn)步，綜合化采煤設(shè)備也越來越先進(jìn)了，其正在發(fā)揮著越來越重要的作用，進(jìn)一步加快了我國煤炭開采的速度。機(jī)電一體化的優(yōu)勢作用，使得越來越多的企業(yè)更加重視這種先進(jìn)的綜合采煤方法的利用，也決定了今后我國采煤技術(shù)方向的發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代綜合采煤工藝也正在逐步發(fā)展，并且變得越來越先進(jìn)，越來越實(shí)用，越來越受到人們的親睞。

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