煤矿机电一体化技术的应用探讨

王海兴

摘 要：文章就对机电一体化做了比较简单的介绍，然后具体探讨了该技术在提升机、采煤机、输送机和其他一些设备中的应用，举出了部分实例和计算数据，希望能够对煤矿生产起到指导作用

关键词：煤矿生产；机电一体化技术；应用

机电一体化技术是将多种技术综合在一起运用的一种复合技术，其中主要包括的技术有机械技术、计算技术、自动控制技术和信息处理的技术。煤矿的生产是一个复杂的过程，它首先要将煤炭从底层深处进行采掘，然后再运送到地面，这需要处理数百甚至数千万吨的煤炭，所以需要动用大量的机电设备。而这时机电一体化的产煤设备就是很好的选择，能够让设备发挥更大的作用，完美地将机械和电子技术融合在一起，从而大大提高了劳动生产效率。煤矿生产中，机电一体化的具体应用有：

1 机电一体化技术在提升机中的应用

1.1 矿井提升机电一体化概括

煤矿提升机可以说是机电一体化及自动化水平最高的设备，它是一种直流提升机，依靠的是数字化的发展。尤其是内装式的提升机，它将滚筒和驱动融合在了一起，使其结构大大的简化了，它所体现的流程是机械-电子电力-计算机-自动控制。并且就数字化提升机来说，其高度可靠，总线的方式又使得安装得到了简化。除此以外，硬件的配置比较简单，能够互相兼容。

1.2 机电一体化技术在提升设备上的实例分析

a.设计依据

b.提升容器的选择：

其中：H：提升的高度，双箕斗提升H=Hs+Hx+Hz=370+18+18=406m

式中：Hs：矿井的深度，Hs=370m；Hz：装载水平与井下运输水平的高度之差。Hz=18m；Hx：卸载水平与井口的高度之差（卸载高度）箕斗提升Hx=18m

估算经济提升的时间：

式中：a：为提升的加速度，对于箕斗， a取0.8m/s2

u：为容器爬行阶段的附加时间， u取10s

θ：每次提升结束后的提升时间，可暂取10s

因此：

式中：An：为矿井年产量，An=60万吨；af：提升富裕系数，af取1.3；C： 提升不均匀系数， C=1.15；t：日工作小时数， t取14小时；b： 年工作日（一般取300天）；

d 确定提升容器：

根据上面所计算的一次提升量，选择JL-6型立井单绳箕斗

JL-6的技术参数如下：

箕斗的实际装载量Q=6.6γ=6.6*0.92=6.07t

则完成任务所需要的最大提升循环时间T1x

从而可以估算出完成生产任务所需提升速度的最小值

=5.835m/s

2 机电一体化技术在采煤机中的应用

电牵引采煤机是采煤机中机电一体化技术运用的一个典型的应用，其特点是：

2.1 它有良好的牵引特性。采煤机前进的过程中，电牵引采煤机能够为其提供前进的牵引力，这样采煤机就能够克服其前进的阻力进行运作。另外，在采煤机下滑的时候有可以进行发电制动。

2.2 运行比较可靠，使用的寿命较长。在其使用的过程中，将只有电动机的电刷和整流子会受到磨损，磨损的面积较小，所以在修复的过程中，就会比较的简单和方便。

2.3 结构简单，工作效率高。电牵引的采煤机与其他采煤机相比，其设备简单、尺寸较小、质量较轻。并且是利用电能来进行运作的，而电能的转换是比较方便与快捷的，所以就在一定程度上提高了它的工作效率。

2.4 可以运用于大倾角的煤层。这种采煤机本身就具有防止机器停机时下滑的制动器，所以就没有必要再做防滑装置的添加，就减少了不必要的麻烦。

2.5 反应速度快，动态特性好。能够及时对各种参数进行相应的调整。

1991年煤炭总院上海分院和波兰额马克公司合作，研制出了我国第一台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机。再之后，经过了将近20年的研制和开发，我国的电牵引采煤机发展的更加成熟了，从而推动了煤矿生产技术的进一步发展。

3 机电一体化技术在带式输送机中的应用

带式输送机输送量大、运行可靠、效率高、适用于长距离的运输且实现了自动化，是我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。所以，近几年来它已经成为了研究的重点。目前所主要采用的是机、电、液一体化的CST可控软启动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动，我国带式输送机的中间一般只有三点驱动，这样就一定程度上限制了输送的长度和数量。此外，输送机的监控设备不多，灵敏度较低，寿命不长，总的来说和发达国家相比是有很大的差距的。

4 其他煤矿机电一体化装置

液压支架实现电液控制的方向进行发展的，它将计算机技术和液压控制较好地进行了结合，实现了双向邻架或成组自动移驾，这样也就避免了对支架和顶板产生冲击载荷。

对于煤矿供电来说，首先其质量要高，要有可靠的供电，同时还要能够满足大功率的设备。所以说应当对节能型的产品进行推广。对于高压开关柜我们应当采用真空开关，其维护量小而使用的寿命又长。所以要想办法提高功率因数，减少供电系统无功电流，减少无功功率的損耗，我们需要采用的就是集中补偿与就地补偿相结合的办法。

5 结束语

我国自制的煤矿机电一体化设备，体积相对较小、在操作和维护上显得方便、性能比较齐全，它有着智能化、程序化和信息化的特点。这些设备在煤矿的生产中被广泛的运用，其发挥的作用也是较大的，一方面可以降低开采的难度，使操作人员的劳动强度降低，另一方面来说极大的提高了生产的效率和水平，能够创造更大的经济效益。但是，与发达国家相比还是存在一定的差距的。对于未来的发展，要开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工矿和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等等，需要注意的是仍然要着重进行对煤矿机器的研究。

参考文献

[1]谭得健，徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化.2003.

[2]程炜.无人化是煤炭信息化的主要目标[N].中国电子报.2008.（10）.

[3]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨.2008.