综述机电一体化技术在煤矿中的应用

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月第7期   作者:赖胜传
[导读] 机电一体化技术融合了自动控制技术、软件编程技术、计算机技术、机械技术、微电子技术等先进技术,将其应用于煤矿行业,能在很大程度上促进煤矿行业的发展。
        摘要:机电一体化技术融合了自动控制技术、软件编程技术、计算机技术、机械技术、微电子技术等先进技术,将其应用于煤矿行业,能在很大程度上促进煤矿行业的发展。
        关键词:机电一体化;煤矿;应用
        机电技术一体化又被称为机械电子工程学,是微电子技术融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术的一门跨学科的综合性高科技术。机电技术一体化在我国企业的广泛应用,推动了煤矿机械设备制造技术的快速发展,促进煤矿机电设备技术进入新的发展阶段,进而提高煤炭企业的经济效益和综合实力。本文首先阐述了机电一体化技术的概述及其作用,论述了机电一体化技术在煤矿中的应用,并探讨了机电一体化技术在煤矿未来的发展趋势。
        一、机电一体化技术概述
        机电一体化技术是将多种技术综合在一起运用的一种复合技术,其中主要包括的技术有机械技术、计算技术、自动控制技术和信息处理的技术。煤矿的生产是一个复杂的过程,首先要将煤炭从底层深处进行采掘,然后再运送到地面,这需要处理数百甚至数千万吨的煤炭,所以需动用大量的机电设备。而这时机电一体化的产煤设备就是很好的选择,能让设备发挥更大的作用,完美地将机械和电子技术融合在一起,从而大幅提高劳动生产效率。
        二、煤矿机电技术中一体化的作用
        1、实现煤矿生产安全系数的提升。机电一体化生产在某种程度上意味着人工体力劳动量的减少。煤矿作为各类型行业中最为危险的行业类别之一,每年均会出现不同程度的安全事故。因此,运用接卸替代人力作业,不仅能实现安全事故在发生概率方面的显著降低,而且即使发生了安全事故,也不会导致较大程度的人员伤亡事故。此外,井下开采环境多变、条件多样,煤矿井下工作面中到处都弥散着粉尘与瓦斯。长时间处于此种环境,往往会给矿工的身体健康造成严重的危害。而采用机械自动化作业,能有效规避与解决此现象,从而提升煤矿生产的安全系数。
        2、提高煤炭生产效率。在煤炭开采作业中采用机电一体化技术,可从本质上改变过去传统的作业方式,用机械化作业取代人工劳动,将人从繁重的体力劳动中解放出来,不仅缓解了矿工的生产作业压力,也极大的提高了煤炭开采的生产效率,最终实现煤炭开采行业的人力资源优化配置。同时,机械化取代人工劳动,人的工作能力是有限的且需要休息,然而机器却不存在这样的问题,机械化的生产能连续性的循环作业,只需对机械设备进行定期的维护与保养即可。同时也极大地降低了在生产过程中不确定应因素的影响,提高了煤炭开采的效率,最终会提升煤炭行业的经济效益。
        三、机电一体化技术在煤矿中的应用
        1、在提升机上的应用。当前,提升机全面实现了自动化及数字化控制,是煤矿开采中,机电一体化应用最成功的案例。其中最完美、最典型的代表就是内装式提升机,利用机电一体化技术,将驱动、滚筒装置进行有机结合,在提高运作效率的同时,也简化了操作步骤。提升机在采用机电一体化技术后,其优点是能实现对自身的运行状况自动检测,还可定期对自身的运行情况进行分析,从而保证提升机的工作可靠性,这种自检方式的主要优点就是,及时发现机器的异常情况,在维修时提供故障来源,还能节省维修成本。
2、在监控系统中的应用。煤矿的开采主要在矿井中实现,在矿井的生产过程中,需要煤矿企业设置有效的监控系统,实现对矿井生产情况的全面监测,以保证矿井生产的安全。在煤矿的生产过程中,对矿井的监控系统进行调整,实现对机电一体化技术的有效应用,才能发挥更好的监控作用,更大程度地保证矿井内的生产安全。

例如,在煤矿的生产过程中,应用机电一体化技术,可利用局域网和计算机内的数据库形成同步模式;应用自行研制的专用通信接口,可实现对主要设备的信号监控;结合软硬件,实现主机和计算机自身数据库的同步,可对监控系统中的一些功能进行有效的分担;网络上传、图表打印、数据检索和图形显示等任务均通过机电一体化技术来实现。
        3、在输送机中的应用。在现代煤矿生产中,输送机械设备主要为带式输送机。这是由于其能长距离、连续、大量、稳定、高效的输送煤炭资源,特别是其实现自动化较为容易的优点,在煤矿生产输送中得到了广泛的应用。因而近年来,各大煤矿生产企业都将其作为研究机电一体化技术的重点,具有代表性的是一种集机、电、液为一体的CST可控软启动装置在输送机械设备的应用,但由于目前相关技术壁垒还没有攻破,我国的带式传输机驱动方式主要局限在单滚筒、双滚筒和多滚筒的驱动方式,而且监控输送机的设备仪器的灵敏度、可靠性、性能及使用寿命相对于西方发达国家要低得多,具有较大的差距,还需不断努力攻克技术壁垒,才能进一步提升机电一体化技术的应用水平,从而更好的服务我国煤矿事业的发展。
        4、在煤矿采掘设备中的应用。煤炭的采掘工作是煤矿生产的核心部分,直接关乎到生产效益。应用机电一体化技术能解决很多生产实际问题,其特点主要有:1)较长的使用寿命和低维护成本。传统采煤设备一般以液压机为核心,然而在持续高强度的作业下液压机容易损坏,其维护成本也较高。应用机电一体化的电牵引采煤机能有效改变这一点。电牵引采煤机在工作时并不会有太多部件磨损情况发生,通常在运行时只会发生电刷和整流子的磨损,这个特点让整个设备事故率降低很多,相对维护成本大大降低;2)在减小尺寸的同时提高效率。机电一体化电牵引机相比于传统机械设备,其尺寸更小、结构更简单,这样的特点让其应用难度大幅降低,同时由于内部的工作阻力较小,其效率也更加高,能极大地减少在工作时的能量损耗。高动力供应让采煤机在防止煤块滑落方面也有较好的效果;3)可控性强,灵敏度高。采用计算机控制的牵引机能通过电控系统更好地监控机器实时工作状态,让机器始终处于正常参数,提高了作业安全系数。在处理大倾角煤层运输时,电牵引机也能对电控系统进行很好的控制,无需外加防滑装置就能完成传统器械所能完成的任务。
        四、机电一体化技术在煤矿未来的发展趋势
        1、微型化。微电子技术是机电一体化技术的基础,能有效解决煤矿企业大型生产机械产生的问题,让煤矿的开采和收集更加高效、便捷、安全,让煤矿工作更加顺利地运转。
        2、模块化。模块化能提高产品的通用性,提高产品的可维修性和可扩展性等。煤矿井下生产作业,由于各种因素影响,煤矿井下设备复杂度高,所以提高煤矿机电一体化的模块化,对设备的维修、管理及互换型具有重要意义,能有效提高作业效率等。
        3、智能化。机电一体化与传统机械间最大的区别就在于智能化和自动化,随着科技的发展,煤矿机械的智能化也越来越高,不仅解放了人类繁重的劳作,也提高了生产效率。
        综上所述,机电一体化是当前信息化社会发展的一个必然趋势,其技术和相关产品是企业信息化的重要支撑,为企业创造了新的发展方向。机电一体化技术在煤矿生产中的应用,不仅能为煤矿企业节省大量劳动力,还有效保障了煤矿作业工人的生命安全问题,更重要的是机电一体化综合先进科技技术,大幅提升了煤矿的生产效率,在很大程度上带动了我国煤矿企业发展壮大,从而有力促进我国煤炭行业不断向前发展。
参考文献:
[1]靳永清.煤矿机电技术一体化的应用解析[J].中国新技术新产品,2015(07):37.
[2]王浩宇.浅析煤矿机电技术一体化应用研究[J].工业b,2015(38):218.
[4]黄蜀民.浅析煤矿机电技术一体化应用研究[J].科技风,2015(19):94.
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