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機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

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機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要:針對機(jī)電一體化技術(shù)煤礦生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用展開探究,通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,發(fā)展機(jī)電一體化產(chǎn)品和技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高效、安全、采煤機(jī)械化、煤礦機(jī)電產(chǎn)品推陳出新的重要途徑。

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);煤礦生產(chǎn);應(yīng)用;開采

引言

我國煤礦生產(chǎn)中利用機(jī)電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)舊設(shè)備進(jìn)行改造,研發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)結(jié)合各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),現(xiàn)階段已取得了較為可觀的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益,煤礦生產(chǎn)已逐步由老舊的傳統(tǒng)企業(yè)朝著智能化、自動(dòng)化的現(xiàn)代化企業(yè)轉(zhuǎn)變。在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)具有安全性、可靠性、實(shí)用性等特點(diǎn),同時(shí),還具有記憶、運(yùn)轉(zhuǎn)、處理信息的功能,其整體結(jié)構(gòu)較為簡單便捷,具有輕巧、便捷的發(fā)展趨勢,生產(chǎn)效率顯著高于傳統(tǒng)機(jī)械。因此,機(jī)電一體化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到我國煤礦開采企業(yè)當(dāng)中。但與發(fā)達(dá)國家相比,我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用跟發(fā)達(dá)國家還有一段差距,為了促進(jìn)我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,結(jié)合我國煤炭生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求,充分吸收和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn),對機(jī)電一體化技術(shù)的在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用作分析,以推動(dòng)煤炭企業(yè)在提升機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)、采煤機(jī)械設(shè)備等方面的優(yōu)化發(fā)展。

1機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)概述

機(jī)電一體化技術(shù)是由自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等多種技術(shù)組合成的一門綜合技術(shù),自動(dòng)化控制技術(shù)就是在這幾個(gè)技術(shù)的相互作用下形成的,能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械裝置與電子設(shè)備的緊密結(jié)合與相互滲透。機(jī)電一體化不僅是指利用新興的信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等手段來代替機(jī)械設(shè)備,而是指將信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)備中,使得機(jī)械設(shè)備可以更加的智能化,優(yōu)化其原來性能中不足的地方[1]。機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在這幾個(gè)方面:增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)備使用的安全性與穩(wěn)定性,優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的性能;能夠以實(shí)現(xiàn)控制信息的目的,在運(yùn)用機(jī)體一體化技術(shù)的過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控與報(bào)警,還能對相關(guān)機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷,加強(qiáng)了相關(guān)工作人員對機(jī)械設(shè)備的控制,有利于節(jié)約人力資源成本;機(jī)體一體化技術(shù)含有復(fù)合技術(shù)與復(fù)合功能,可對工作過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行技術(shù)的補(bǔ)救措施,使得其正常、有序的進(jìn)行工作。

2機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用意義

2.1提高經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)的煤礦開采,大多都是利用人工開挖的方式來進(jìn)行,煤礦開采的環(huán)境相對較為惡劣,安全系數(shù)相對較低,造成在煤礦開采的過程中頻繁出現(xiàn)安全事故,其主要原因是煤礦在開采的過程中由于支護(hù)技術(shù)差,導(dǎo)致在煤礦開采的過程中頻繁性的發(fā)生一些坍塌事故,增加了煤礦開采的危險(xiǎn)性[2]?;?016年我國煤礦事故數(shù)據(jù)的顯示,重慶市與湖南市發(fā)生煤礦事故的頻率性較高,其中最主要的原因之一就是由于支護(hù)技術(shù)性差而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在煤礦開采機(jī)械設(shè)備上以后,煤礦開采的安全性大大提高了,只需工作人員對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制就可實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自行開采的工作,在煤礦開采過程中減少了人力資源的使用,大大提升了安全系數(shù),確保了開采工人的生命財(cái)產(chǎn)安全。節(jié)約了煤礦開采過程中不必要的成本支出,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,增加企業(yè)在煤礦開采行業(yè)中的競爭力。

2.2提高勞動(dòng)效應(yīng)

機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在煤礦機(jī)械設(shè)備中,不僅能有效降低煤礦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的機(jī)率,而且還會(huì)減少人力資源對煤礦機(jī)械設(shè)備的操控,對于煤礦機(jī)械設(shè)備檢查中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)采取一些補(bǔ)救措施來彌補(bǔ)故障。在煤礦生產(chǎn)中對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,優(yōu)化了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工作的相關(guān)性能,極大地提高了煤礦開采的勞動(dòng)效率。

3煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭采掘過程的應(yīng)用

3.1.1掘進(jìn)機(jī)

掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)和回采是煤礦開采的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié),國家的方針是:采掘并重,掘進(jìn)先行。煤礦巷道的快速掘進(jìn)是保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。因此,機(jī)電一體化技術(shù)在掘進(jìn)工作中的應(yīng)用是一種必然的發(fā)展趨勢。在目前這個(gè)階段中,可以從下面三個(gè)方面體現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在我國掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng)用:一是負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)。二是掘進(jìn)機(jī)行走調(diào)速技術(shù)。三是離機(jī)遙控技術(shù)和工況監(jiān)測及故障診斷技術(shù)[3]。因此,應(yīng)將以上三種技術(shù)的高水平應(yīng)用作為我國掘進(jìn)機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn),目的是為了最大程度的提升煤礦工作效率,將掘進(jìn)速度提升到最大化。

3.1.2采煤機(jī)

牽引特性較好,可以在采煤機(jī)進(jìn)行前進(jìn)工作時(shí)提供牽引力,幫助采煤機(jī)克服阻力而進(jìn)行移動(dòng),一旦電牽引機(jī)有出現(xiàn)下滑的情況時(shí)可進(jìn)行發(fā)電制動(dòng),將電能信息及時(shí)反饋到電網(wǎng);運(yùn)行可靠,使用壽命長,電牽引采煤機(jī)的工作可靠性高,發(fā)生故障少,維修工作量小,使用壽命長;可用于急傾斜煤層,其牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器,其電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6~2.0倍,能夠輔助于電牽引機(jī)在進(jìn)行50%~60%度之間的傾斜角煤層的作業(yè)工作,可以節(jié)約去其他的防滑裝置;反應(yīng)敏捷,動(dòng)態(tài)特性好,電牽引采煤機(jī)的電控系統(tǒng)能夠及時(shí)調(diào)整各種參數(shù),避免采煤機(jī)超載運(yùn)行。構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡單且工作效率高,其機(jī)械傳動(dòng)重量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單,僅僅只需要做一次轉(zhuǎn)換便能把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,最主要的是效率可高達(dá)99%。

3.2機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭運(yùn)輸過程中的應(yīng)用

3.2.1帶式輸送機(jī)

井下輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備裝置就是帶式輸送機(jī),現(xiàn)階段將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在帶式輸送機(jī)上的現(xiàn)象也相對較多,將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在帶式輸送機(jī)中主要是以電液一體化、采用機(jī)的啟動(dòng)裝置來進(jìn)行對帶式輸送機(jī)設(shè)備的優(yōu)化的,從而提高帶式輸送機(jī)的靈敏度與可靠性。為了進(jìn)一步更好的將機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中進(jìn)行運(yùn)用,應(yīng)加在礦井主運(yùn)煤皮帶順煤流啟動(dòng)的應(yīng)用研究工作。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在礦井主運(yùn)煤皮帶順煤流啟動(dòng)上,采用傳感器加PLC程序內(nèi)部控制實(shí)現(xiàn)順煤流啟動(dòng),對傳感器的裝置加工與程序進(jìn)行內(nèi)部修改,以及上位機(jī)組態(tài)王的修改,同時(shí)對每臺(tái)皮帶進(jìn)行傳感器的安裝、程序的調(diào)試,上位機(jī)組態(tài)王的修改設(shè)定等工作。經(jīng)實(shí)踐證明,能實(shí)現(xiàn)順煤流啟動(dòng)的有效控制。

3.2.2煤礦運(yùn)輸提升機(jī)

說到煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中耗能最大的設(shè)備,首先想到的是煤礦運(yùn)輸提升機(jī),其耗電量比較大,傳統(tǒng)的TKD系統(tǒng)穩(wěn)定性不太好、耗能還很大。伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的快速發(fā)展,目前的提升機(jī)中廣泛應(yīng)用到數(shù)字化技術(shù),這大大改良了煤礦提升機(jī)的系統(tǒng)性能。3.2.3斜井裝置機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中,斜井乘人裝置得到了大大的改良優(yōu)化,降低了動(dòng)力消耗量,也提升了運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。應(yīng)用PLC控制信號系統(tǒng),使操作方法簡單化,設(shè)備的檢修和維護(hù)變得方便快速,更重要的是運(yùn)輸人數(shù)效率提升了。

3.3機(jī)電一體化在其他裝置中的應(yīng)用

3.3.1礦井安全監(jiān)測控制

檢測技術(shù)和傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的組成部分,煤礦開采機(jī)械設(shè)備上應(yīng)用這兩者技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)作的無人操作,使之能自行的進(jìn)行對機(jī)械設(shè)備故障的檢測與排查工作,同時(shí),將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在礦井安全監(jiān)督方面能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的故障,并進(jìn)行處理,以防問題擴(kuò)大化。

3.3.2支護(hù)設(shè)備

支護(hù)設(shè)備作為煤礦開采過程中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,我國的煤礦企業(yè)在煤礦開采的過程中一般情況下都是采用液壓支架設(shè)備來進(jìn)行工作,但目前已用電液控制代替了液壓裝置,電液控制是機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在支護(hù)設(shè)備上的體現(xiàn),為保障煤礦開采過程中的安全,我國的煤礦開采企業(yè)也應(yīng)將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在支護(hù)設(shè)備上,以防突然出現(xiàn)的沖擊荷載對支護(hù)設(shè)備造成一定的破壞,影響煤礦開采的安全性[6]。

4結(jié)語

由于煤礦開采地區(qū)的環(huán)境相對較為惡劣,加之煤礦開采的機(jī)械設(shè)備容易發(fā)生故障,在煤礦開采中應(yīng)大力應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),能有效地避免這些問題。在煤炭開采過程中,機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用還能對煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化,使其生產(chǎn)更加科學(xué)合理,能夠從根本上推動(dòng)我國煤炭企業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者:楊世軍 單位:重慶市巫山煤電有限公司