机电一体化在煤矿中的应用分析

工业技术　Ｉ■　机电一体化在煤矿中的应用分析　李　洋　（淮北中成检测有限公司２３５０２９）　［摘要］机电一体化的应用对煤矿的生产和安全起到推动性的作用。本文主要针对机电一体化在煤矿中的应用和以后的发展趋势及方向进行了分析。　［关键词］机电一体化；煤矿机电　中图分类号：ＴＨ一３９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）２３—００２４—０１　随着煤矿规模的逐渐扩大，以往的机械电气模式已经不能满足正常生产的　要求。随着现代科学的发展，各学科之间的交叉应用，机电一体化在煤矿中的应　用取得了很大的成果。　．　全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有　了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术　推广应用最快的产品，一些高校、科研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产　监控系统。　１．４其他煤矿机电一体化在煤矿中的应用　机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的　复合技术　９眸代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向促进了煤矿机电　产品的性能，使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。　液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备，目前正向电液控制方　向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移　架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。　１．机电一体化在煤矿中的应用　１．１综合机械化采煤的应用　采煤机也由液压牵引开始转向电牵引，液压支架的控制系统也逐渐向计算　机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作　面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置，实现计算机自动化控制。机电一　体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全眭、可靠性　大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。　电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相　比，它具有一下特点：（１）良好的牵引特性：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。（２）可　乳化液泵站是为液压支护设备提供高压液体的装置．要求其具有高压、大　流量的供液能力．并能根据工作面液压支护设备的用液量自动调节供液量。我　国生产的智能型乳化液泵站系统由智能型乳化液泵站自动配液系统和智能型　乳化液泵站供液系统两部分组成。具有自动检测油箱油位高度，自动配液，高、　低液位自动控制，在线检测乳化液浓度，自动校正乳化液浓度，当浓度达不到设　定值时声、光报警，定时自动反冲洗，能够监控实际用液量，具有远距离传输功　能，采用液晶显示器，具有实时显示乳化液浓度、液位、油位、流量计量、自动配　液状态功能。　用于大倾角煤层：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．Ｏ倍，所以电牵引采煤机可用在　４０．－５Ｏ度倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。（３运行可靠，使用寿命长，电牵　２．煤矿机电一体化技术应用的发展趋势　我国自行设计制造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化　的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点　这些设　备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了　作人员的劳动强度，而且极大地　提高了煤矿的生产水平和能力．创造了巨大的经济效益和社会效益。但是，我国　的煤矿机电一体化技术与发达国家相比，还有一定的差距，因此还有很多的工　作需要继续研究，其未来的发展应该从以下方面进行提高。　２．１提高智能化水平　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。（４）反应灵敏，动态特性好：电　控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。（５）结构简单、效率高：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。　１．２矿井运输提升产品的应用　要提高煤矿机电一体化产品智能化水平，能判断机电设备和周围环境的状　态，使设备能自动工作在最优的状况下，同时能快速地对所采集的参数进行分　析，对故障进行诊断，以至对故障进行预测。　２　２重视开发传感器　在煤矿生产中，因为现代化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出更高　的要求，那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，　对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用　带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电　重视矿用传感器的研究和开发工作，在进一步提高矿用传感器的可靠性和　使用寿命的同时，要特别注意传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，使矿　用传感器在井下恶劣的环境下能准确测量被测信号，并具有自校正、自诊断、状　态识别和自我调节等功能。　２　３选用功能强大的装置　子器件为核心。在英国和意大利等国家，高性能、高可靠陛的磁阻电机在煤矿提　升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式变频调速提升机，它采用机　电一体化技术把电机和滚筒做成一体，这样的融合技术不论在机械结构设计方　面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。　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（机电一体化）机械一电力电子一计算机一自动控制的综合　应用。　作为机电一体化的核心装置计算机（或ＰＬＣ），运算、存贮越来越强大，其体　积和功耗越来越小，因此更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品。因　此，在设计煤矿机电一体化产品时，应选用功能强大的ＰＬＣ或嵌入式计算机，使　其头脑更发达。　１．３矿井安全生产监控系统　２．４具备通信功能　矿井在生产中由于其覆盖面较大较广，只通过人工的监控不能达到最佳的　监控效果。事实证明，经过高科技高技术的监控系统，很大程度上预防了一定量　事故的发生。检测人员从以往的地下监测可以转移到地面或者工作室监测，从　以前的单点监测该为现在的多点同时实时监测，效果提高显著。　新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能，而且所选（设计）的通信模　块要有很好的开放性和高可靠性，便于与控制网络连接。　总之，以机电一体化为核心的煤矿控制系统在煤矿机械、生产、监控上的应　用已相当普及，机电一体化展现其生命力，使得煤矿最大程度的实现了高效，安　全，机械化。　然而，从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问　题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些　研究所和使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　２４　｛科技博览