矿井机械机电一体化数控技术的应用探讨

2018-11-20周忠钧

世界有色金属 2018年17期

周忠钧

（贵州创新矿冶工程开发有限责任公司，贵州贵阳 550001）

矿井进行施工与生产时，对矿井机械的性能有很多要求，不但要坚固耐用、维修简单、效率高、降耗节能、质量好、精确度高，还要有较低的使用、制造成本和较高的性价比、经济性能，而引入机电一体化的数控技术，能够使矿井机械的这些要求都能得到满足，因此该技术的广泛应用具有一定现实意义。

1 机电一体化数控技术与矿井机械

目前，机电一体化的数控技术在国内矿井开采工作中占有重要地位。该技术充分结合了机械技术、电子技术与液压控制技术等多种技术，可以大幅提升矿井机械作业精度与效率、使用年限、拆除与安装速度、维修便利性、安全性、经济性、可靠性及操作的舒适性等，将微机与微处理器当作核心的电子技术与控制装置逐渐在矿井机械中得到大范围应用，特别是机电一体化的数控技术，广泛应用于矿井机械设备的在线监控、故障诊断、故障报警、变频控制等领域。伴随矿井行业不断提高矿井机械的性能要求，各种电子控制装置将会更加普遍地应用到矿井机械中，向着结构复杂性与维护专业性方向不断发展。

2 矿井机械中机电一体化数控技术的具体应用

在进行矿井生产的工作时，矿井机械的自动化程度与经济性决定着矿井生产工作的供电、排水、通风、提升等对各方面。矿井的机械、矿井的控制系统质量以及矿井的电子性能高低又对矿井的动力性、经济性与可靠性有一定影响，继而对施工质量、生产效率与使用寿命产生影响。电子系统是现代化矿井机械一个重要部分，逐渐变成对矿井机械水平进行衡量的主要标准。由于仅仅依靠机械技术与液压技术不能满足日益提高的矿井机械性能要求，对电子控制技术的发展与运用成为矿井行业的必然要求。如果能将机电一体化技术这门新兴技术在矿井机械中进行合理应用，将会使矿井机械和矿井生产迎来革命性的变化，获得巨大飞跃。

2.1 矿井的安全生产

要想使矿井的安全生产得到保证，应利用监控系统进行支撑，一个性能优良的矿井监控系统，能够使矿井生产过程中可能出现的安全事故最大限度减少或避免。一般来说，在平时矿井进行生产的时候，对于矿井监控的系统有一定要求，应尽可能确保监控系统运行畅通，还要使工作人员彼此之间的联络得到保证，从而确保井下工作人员的生命安全。在矿井的监控系统中应用机电一体化的数控技术，可以对系统主机中的数据库进行充分连接，利用局域网形成同步的模式，借助通信的专门接口对主备机进行监控，使用专业软件分析与整理这一过程中出现的各项数据，使打印、显示图像、检索、上传等多种要求得到满足，从而为矿井的安全生产提供技术上的支撑，确保监控系统的平稳运行，提高矿井的生产安全性。

2.2 矿井运输及提升

矿井运输和矿井提升是使正常的矿井生产得以保证的基础性工作，其具体工作效率和矿井的生产效率有着密切关系。在矿井运输和矿井提升中应用机电一体化的数控技术一般分为带式输送机与矿井提升机两种。相关研究显示，国内当前运输矿井的设备中，带式输送机使用得较为广泛，是主要的矿井运输设备，具备可靠性强、运输量大、自动化水平高等多种优势和特点。而矿井提升机的使用，可以使全数字提升这一目的得以实现，内装式提升机就是典型的代表，通过机电一体化设备，对机械结构进行了全面优化，有效的连接了驱动和滚筒，充分提高了设备的安全性与稳定性。

2.3 矿井的综合采矿

在矿井的综合采矿方面，机电一体化的数控技术应用主要代表为电牵引采煤机，该设备使机电一体化的数控技术优点得到充分发挥。近些年该设备具体应用的过程中，在牵引的特性上和液压牵引作比较，表现出了独特的优势与先进性，并且电牵引采煤机的作业功率很大，能够支持大倾角的煤层作业。此外，该设备还表现出一结构相对简单、运行效率高、使用寿命长、灵敏度高等诸多优点[1]。

2.4 矿井机械其他方面

客观来说，矿井的供电设备是其他种类的机电一体化设备。按照具体的矿井供电特点，要想使大功率设备工作需要得到满足，对设备的质量要求十分严格，而且还要是设备在运行过程中的可靠性与稳定性得到保证[2]。在这种情况下对矿井进行开采时，应将开采过程中的各种情况进行考虑为基本前提，采用合理的开采技术，使供电系统的无功电流损耗和无功功率损耗尽可能减少，使功率的因数得到增加。一般来讲，集中补偿和就地补偿是比较普遍的两种手段。按照国内当前应用的状况不难看出，使用范围最广的设备就是微机保护开关，该设备的各种网络功能完备而齐全，可以给开采矿井的工作带来很大的便利，值得在矿井行业中大范围应用和推广。

图1 微机开关

3 机电一体化的数控技术应用展望

与国外部分先进技术作比较，国内矿井机械应用机电一体化的数控技术仍有较大差距存在，因此相关部门应增加矿井机械的科技研发投入，加强开发机电一体化的数控技术力度，使我国矿井机械的自动化和机电一体化的数控技术得到充分提高。应充分借鉴和引进国外矿井机械的先进技术，按照国内当前矿井的发展状况，规划和开发符合国内矿井生产需要的机电一体化数控技术。伴随国内机电一体化的数控技术能力逐渐提高，矿井作业的效率和安全性也日益提高，矿井企业应对工作人员进行机械使用和技术的培训，使工作人员适应不断更新的矿井自动化机械并能够熟练操作。另外，对矿井机械的维护和管理工作也十分重要，矿井公司应加强对该方面的重视，为矿井生产提供一个稳定、安全的环境。