机电一体化在煤矿生产设备中的应用分析

吴亚东

【摘 要】 近年来，随着科技的进步，促进了机电一体化技术的发展，并且在矿山机械中得到广泛应用，不仅降低了矿山机械能耗，而且提高了矿山机械采矿效率，有效促进煤矿行业的快速发展。基于此，本文阐述了煤矿电一体化技术的主要特征，对煤矿机电一体化应用的现状问题与机电一体化在煤矿生产设备中的应用进行了探讨分析。

【关键词】 煤矿机电一体化 特征 现状问题 生产设备 应用

一、煤矿电一体化技术的主要特征

1、具有提高生产效率的特征。例如井下应用的胶带输送机、通风机、提升机等，应用变频起动、PLC控制系统，节电量就为30%左右，同时提高了生产效率。

2、适用范围大的特征。机电一体化具有复合技术和功能，不具有单技术、单功能的局限性，这使得机电一体化产品的功能得到很大提高，也深化了自动化的程度。机电一体化产品具有的自动和智能功能可以轻松应对用户的需求。

3、具有在线监控、自动报警及故障自诊的特征。即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控，出现故障能动报警并准确地指出故障的部位，从而改善操作员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低应用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的应用寿命。

二、煤矿机电一体化应用的现状问题分析

科技的进步发展以及各种智能技术的开发与利用，全方位提高了机电一体化水平，并且有效结合了计算机技术。目前我国煤矿机电一体化还存在着很明显的不足，但仍然取得了显著进步，比如先进采煤机的应用是最明显标志，其不仅大大的提高了产量，还增加了安全性；综合液压支架的应用不仅仅大量减轻了重力的压力，也提高了人身设备的安全；钢丝绳损耗定量检测系统，这一系统就充分利用了计算机的作用，精确的计算了钢丝绳的损耗程度，使安全隐患消失于无形；此外，还有很多其他技术的利用也充分体现了我国煤矿机电一体化的进程，例如：提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC30/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等等。虽然我国在机电一体化的进程方面和西方发达国家差不多，但在具体的技术和应用上却还是存在着很大的差距，不仅仅在整体的技术水平和利用范围上存在着明显差距，就算在具体的机械设备上也存在着明显的落后趨势，举例来说：国外现在最流行的一种SL500系列采煤机的各种数据在我国暂时研制不出来，并且在交流变频开采技术等方面也存在着明显的差距，最大的差距是存在于自动化技术方面。

三、机电一体化在煤矿生产设备中的应用分析

1、机电一体化在采煤机中的应用分析。电牵引采煤机是机电一体化在采煤

机的一个典型应用。与液压牵引相比，其具有以下特征：

1.1具有良好牵引特性的特征。可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。

1.2可用于大倾角煤层的特征。牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍，所以电牵引采煤机可用在40°～50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。

1.3运行可靠且应用寿命长的特征。电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。

1.4反应灵敏且动态特性好的特征。电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。

1.5结构简单、效率高的特征。电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%，而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。

2、机电一体化在提升机中的应用分析。矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。

3、机电一体化在带式输送机中的应用分析。煤矿带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特征，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。

4、机电一体化在矿井安全生产监控系统中的应用分析。多数煤矿的监控系统应用还存在一些问题，主要问题是传感器的不足，并且应用过程中，其稳定性相对较差，应用寿命不足，一些研究所和应用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于计算机网络软硬件技术发展很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化在监控系统上的应用已有了非常高的水平。

结束语

综上所述，机电一体化的应用发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电设备更新换代的重要途径。并且随着微电子技术以及计算机技术的不断发展，机电一体化在工程机械领域占据的优势，受到了越来越多企业的重视，其在煤矿开采中发挥着重要作用，因此对机电一体化在煤矿生产设备中的应用进行分析具有重要意义。

【参考文献】

[1] 朱家杰. 概述煤矿机电一体化技术的应用[J].中国机械，2015（08）.

[2] 傅志明.浅谈机电一体化技术的发展及在煤矿的应用[J].进出口经理人，2016（14）.