采煤设备机电一体化发展与应用

2014-04-17王琳

技术与市场 2014年11期

王琳

（晋城煤业集团天安公司，山西晋城048000）

当前，在我国的采煤设备技术不断提高的同时，煤矿中也广泛运用了机电一体化技术，并且机电一体化技术对煤矿生产有着越来越重要的作用。对采煤设备机电一体化技术进行研究、开发、运用，能够把煤矿生产效益与安全性提高。

1 采煤设备机电一体化的发展现状

机电一体化技术及与其有关的产品在20世纪70年代末开始在煤矿生产中得到推广与应用，从八十年代起，发达国家在对采煤设备进行研究、开发与生产方面，设备逐渐趋向自动化与大型化，而且具备较长的寿命和较高的可靠性，这些决定了机电一体化技术的发展趋势。关于采煤设备机电一体化的发展，中国曾经提出了以下发展目标：截止到2010年，中国的小型煤矿的机械化与半机械化程度需达到40％以上，中型煤矿的机械化程度需达到80％以上，大型煤矿采掘机的机械化程度必须达到95％以上。

我国采煤设备机电一体化技术研究和国外先进国家的同行相比，仍然存在很大的差距，综采设备机电一体化在煤炭行业中的应用尚处在起步阶段。但是，近些年，我国的综采设备机电一体化技术已经打破了全部引进的局面，实现了部分的国产化。比如，由生产厂家和科研院所共同研制的交流电牵引采煤机，变频器作为电气关键部分是从国外引进的，也就是部分电控设备采用的是引进技术，其余使用的全部是国产技术。电液控制的液压支架还处在实验阶段，在国内还未有正式产品问世。重型工作面刮板运输机微机控制的软启动系统还未具备故障诊断系统与综采设备工况监测功能，尚且处在实验与研制之中。

2 采煤设备机电一体化技术在煤矿生产中的重要作用

由于煤矿机电一体化技术有机地结合了液压控制技术、电子技术与机械技术，因此把煤矿机械的各种性能都大大的提高了。当前在煤矿机械中普遍应用了以微处理器或微机为核心的电子控制装置，煤矿机械的很多领域也都应用了电子控制技术，比如煤矿机械的故障报警、故障自诊、在线状态监控，提升机的PLC系统操作与采煤机的变频控制系统等。

在科学技术快速发展的同时，对煤矿机械的性能也有着越来越高的要求，电子（即微机）控制装置在煤矿机械中将具有维护更加专业化、结构更加复杂化、应用更加广泛化的趋势。由于机电一体化涉及到煤矿的生产安全，因此其对煤矿有着巨大的影响。当前我们国家进口与国产的煤矿机械的数量不断增加，因此，煤矿机电部门当前的重要使命就是把这些价格昂贵的煤矿机械应用与管理好，尽量把其社会效益与经济效益最大程度的发挥出来。

3 采煤设备机电一体化技术在煤矿生产中的应用

以下主要从不断提高员工使用机电一体化的水平、采煤设备机电一体化在煤矿中的应用功能、采煤设备机电一体化在煤矿中的其他应用三个方面来进行详细的探讨。

3.1 不断提高员工使用机电一体化的水平

当前采煤设备机电一体化的发展速度飞速发展，电子（微电脑）控制系统在煤矿机械中有着越来越大的使用比重，其也有着越来越强的功能以及越来越广的应用范围，因此电子控制系统的复杂程度也会越来越高。煤矿生产过程中采煤设备的自动化程度，不仅对生产安全有着重要的影响，对提升、供电、通风、排水等设备的安全也有着很大的影响。因此，煤矿机械电子与电气控制系统部分性能的优劣及质量的好坏对机械的可靠性、经济性、动力性有着直接的影响，从而影响到煤矿的生产效率、煤矿的施工质量、煤矿的机械设备的使用寿命等。因此，只有对使用、维护、维修这些机电设备的煤矿工作人员进行有关内容的培训，把他们的使用、维护与管理机电设备的水平提高，才能对这些设备进行有效合理的利用，使这些设备发挥出很好的使用价值与较好的经济效益。

3.2 采煤设备机电一体化在煤矿中的应用功能

1）提高了采煤设备的半自动化程度与自动化程度。不仅能够把操作者的劳动强度减轻，把煤炭的生产效率提高，还可以减少因操作者的经验不足而给作业精度带来的影响。比如冀中能源黄沙矿在2009年投入使用的一整套薄煤综采设备由我们国家北京天地玛坷电液控制系统有限公司和德国MARCO公司合作生产的由微电脑控制的PM31型液压支架电液控制系统，只需把程序输入在支架操作控制器上，支架就可以自动连续工作，并且还能够实现工作面无人操作与远程控制。

2）节约能源，降低损耗，提高生产效率。机电一体化采煤设备在煤矿生产中的使用，在自动化程度不断提高的同时，也降低了人工的使用数量，提高了采煤产量，从而使煤矿生产企业节约能源、降低损耗，并且大大的提高了生产效率。比如在煤矿井下使用的提升机、通风机、胶带输送机等，在使用PLC控制系统、变频起动系统之后，不仅把电量节省了30％左右，生产效率也得到了极大的提高。

3）实现了故障自诊、自动报警与在线监控。机电一体化采煤设备在煤矿生产中的使用，实现了对煤矿机械的液压系统、电动机、制动系统、传动系统、工作装置等的在线运行实行状态监控，出现故障时可以自动报警，并能够准确地知道故障部位，使操作员工的工作条件得到了很好的改善，使得机器的工作效率得到了极大的提高，设备维护检查工作得到了很大程度上的简化，使用与维修费用大大的降低，停机维修时间极大地缩短，设备的使用寿命得到了有效的延长。比如，将PLC控制应用在采煤机的变频器上，能够实现多种在线监控与故障自诊断；越来越智能化的电器设备应用于煤矿中。

3.3 采煤设备机电一体化在煤矿中的其他应用

一些由国外先进国家生产的综掘机、采煤机、输送机等采用了电子（微电脑）控制的自动变速器，可以依照外负荷的变化情况对传动系的传动比进行自动改变，从而功率增大，使电动机的功率得到了充分的利用，经济性得到了很大的提高，简化了操作，使劳动强度大大的降低，使能耗经济性、作业人员操作的安全性都得到了很大程度的提高。当前，我们国家将电子（微电脑）控制应用在综合机械化采煤机上，不仅实现了无人操作，使得机械设备可以在人没有办法接近的地点或者是在危险地带进行作业，还通过无线遥控装置的配备，实现了微电脑编程控制的可远程遥控。