煤矿生产中的机电一体化技术

2015-08-15葛玉生

机械管理开发 2015年2期

葛玉生

（同煤集团云冈矿企划科，山西大同 037000）

引言

随着煤矿业的不断发展，人们对煤炭资源的需求也日益增加，我国煤炭资源持续减少，并且各种煤矿事故频发，这些问题均时刻提醒着我们要进一步加强煤矿生产的自动化管理，提高安全化水平。机电一体化技术在煤矿生产中的应用则有助于提高煤矿生产率，同时提升煤矿企业的核心竞争力，继而推动煤矿企业的长足发展。

1 机电一体化技术的内涵及优势

1.1 机电一体化技术的内涵

机电一体化技术将信息流与能量流、电子与机械进行相互融合，并综合了计算机、微电子、自动控制、信号变换等诸多技术，可谓是一个复杂的“综合体”，其先进性具体体现在高质量、高功能、高可靠、高精度以及低能耗等方面。机电一体化技术经过不断的进步与发展，以其独特的优越性不断扩大了应用范围，尤以煤矿生产工业为主。

1.2 机电一体化技术的优势

首先，机电一体化产品具有较高的安全性能，具备自动监视以及自动报警与保护等多种功能，不仅大大减少了劳动力，而且提高了机电设备的安全性与可靠性；其次，机电一体化技术能够满足不同客户的不同需求，因而其应用范围尤为广泛；再次，机电一体化技术集合机械与电子两大主流技术，通过对先进技术的有机整合，使自身具备强大的功能，使调整维护工作更为便捷。将机电一体化技术运用于煤矿生产中，不仅有助于大幅度减少劳动强度，改善工作环境，而且可以降低能源消耗，提高安全系数并加快煤矿生产进程。

2 煤矿生产中的机电一体化技术

2.1 在煤矿采掘工程中的应用

煤矿采掘工程作为煤矿生产的基础工程，对整个生产活动的效率有着重要的影响及作用，在煤矿采掘工程中引入机电一体化技术具有不容忽视的现实意义。在现阶段的煤矿开采作业中多采用电牵引采煤机，与传统液压牵引采煤机不同，电牵引采煤机不需要复杂的防滑设施，其具有良好的牵引性能，能够适用于倾斜度较大的煤层，可以提供较大的牵引力，并且在下滑过程中能够进行自动发电制动。除此之外，电牵引采煤机以其简单灵敏的结构及良好的动态性有效减少了电能的损耗，维护方便，运行高效且具有较高的可靠性、耐用性以及安全性，对提高煤矿生产效益有着巨大的推动作用。

2.2 在矿井提升系统中的应用

矿井提升系统注重的是煤炭从井下被提升至地面环节的效率以及质量，随着机械化采煤程度的不断提高，现代煤矿生产对矿井提升系统的要求也更加严格。机电一体化技术应用于矿井提升系统中无疑对提高煤矿生产效率有重要的意义，其中以全数字化交直流提升机为典型应用。全数字化交直流提升机无需配备专门的绞车司机，将驱动结构与滚筒进行有效结合，并对机械与计算机、电力电子、自动控制等多种技术进行有机融合，通过同步运行的两台计算机进行相互检测与备用即可实现对煤矿生产过程的实时监测与故障记忆。全数字化交直流提升机以其简单化的硬件设备和较强的兼容性使矿井提升系统在效率和安全性方面都得到了较大的改善［1］。

2.3 在煤炭运输过程中的应用

现代化煤矿生产作业中，井下运输多采用皮带式运输机。与传统运输机不同，皮带式运输机多通过计算机进行控制，有着简单的驱动结构，其主要驱动方式为直流式变频装置，可以有效保障煤矿运输过程的稳定。大巷强力运输机的广泛应用大大提高了煤炭运输的效率和质量；CST可控软启动装置则采用机、液、电一体化技术，极大地改善了运输机的驱动现状，有效提高了煤矿的运输效益。近些年来，皮带运输以其在运输煤炭过程中的连续性、稳定性、高效性以及自动化等优势，已经逐渐成为煤炭运输的主流方式。

2.4 在煤矿安全监控系统中的应用

机电一体化技术通过在设备中安装传感器以及设备检测装置，以计算机为媒介实现远程管理与控制，优化了机电一体化设备的管理；另外，在煤矿主扇中安装有变频设备，通过对风量和频率的调节实现自动化，进而节约能源、降低消耗；从液压支架向电液控制和自动移驾的转变可以有效防止对顶板和支架的冲击；采用微机保护技术使高压开关柜具备远程遥控功能；真空开关的使用可以有效延长高压开关柜的使用寿命从而大大减少维护工作量。这些都是机电一体化技术在煤矿安全监控系统中的广泛应用，不仅有效改善了设备的运行效率，也极大提高了设备的安全性能。

2.5 在机电设备维护维修中的应用

在煤矿生产作业中，由于工作环境的复杂性，导致机电设备往往会出现一些故障性问题，因此机电设备的维修维护工作非常重要［2］。机电一体化技术在机电设备维修维护中的应用可以有效缩短维修维护周期，提高效率。机电一体化设备中先进的传感系统可以根据传感器反馈的信息对设备故障及时地进行确定，并通过计算机对故障类型进行备案，很大程度上节约了检修维护时间，实现煤矿生产的经济性与高效性。另外，机电一体化设备无需对故障进行一步一步地排除，只需查询计算机数据库即可确定其故障代码进而确定设备故障，具有较强的高效性。

2.6 在其他生产环节中的应用

除上文所提到的诸多环节外，机电一体化技术在其他生产环节也有涉足。如螺杆式空压机智能控制系统的应用，在有效实现对电动机过载、缺相、错相等的保护功能的同时，也具备记忆存储、故障诊断、远程通信等增值功能。此外，还有微机保护与高压开关的结合等。

3 机电一体化技术的发展前景

近些年来，我国的机电一体化技术在不断发展中改进，在不断改进中完善，已经相继取得很大进步，但是与发达国家相比，仍然存在一定的差距，有着较大的发展空间。我们必须不断改进与创新，以满足现代煤矿生产的要求，进一步加深其在我国煤矿生产中的应用。

3.1 网络化

机电一体化，顾名思义即机械与电子的有效结合，机电一体化技术较为注重设备运行系统与控制系统间的通信连接，其发展偏向网络化。大多数煤矿企业通过网络化平台实现对设备运行以及故障排除等方面的远程控制及优化管理。随着电子信息技术的发展，机电一体化技术的网络化已经成为一种必然的发展趋势［3］。

3.2 智能化

机电一体化技术一大显著的特点即较高的自动化与智能化，系统具备正常人的逻辑思维能力、判断能力以及自我选择能力，采用智能机器人来适应复杂的开采环境，能够实现设备的无人管理，煤矿生产中的机电一体化技术正朝着这个方向不断迈进。

3.3 绿色化

煤矿开采一方面使得我国的煤矿资源逐渐濒临枯竭，一方面也造成了严重的环境污染，环保问题成为煤矿生产管理的重要内容，这也就注定机电一体化技术的发展将日趋绿色化。绿色的机电一体化技术要求能够实现对设备的精准控制，在不破坏周围环境的基础上合理开采煤层，有效提高资源利用率的同时，也要避免大量有害物质对煤矿开采人员的危害，对生产环境实现绿色化管理。