试论机电一体化在煤矿企业的应用及效益

1144766066 · 发表于 2020-6-15 02:40:14

摘要：近几年，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用有了重大突破，尤其在煤矿安全生产监控、大型设备综合后备保护及矿井生产过程自动化控制方面取得了可喜的成绩。机电一体化设备的不断运用使煤炭企业获得了良好的发展机遇，为公司的做大、做强奠定了坚实的基础，也给煤炭企业带来了可观的经济和社会效益。
【关键词】：煤矿机电一体化煤炭生产应用
　　
　　一、煤炭企业发展机电一体化的意义
　　发展机电一体化概念机电一体化是集机械技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术及电子化设计软件编程技术结合的总称。它是从系统的观点出发，综合运用机械、电气、计算机、信息、自动控制等各种技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理进行配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性的基础上实现特定功能价值，并使整个系统最优化，运行后实现自动检测、自动处理信息、自动调节与控制、自动诊断与保护，实现雅人值守，这不仅是人的肢体的延伸，更是人的感管与智慧的体现和发挥。机电一体化产品的使用大大改善了煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。
　　机电一体化在煤矿发展的趋势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，不仅减轻了操作人员的劳动强度，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。在未来必然有更多的机电一体化产品投入到煤矿当中，为了更好地适应煤矿的发展，煤矿机电一体化的发展也应适应煤矿的生产、质量标准化的要求，符合安全的等级，更加人性化的设计：①功能进一步增加、精度进一步提高以减少更多的设备投入和降低失误率，以适应创建质量标准化矿井的要求；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机专家系统的应用等；④煤矿机器人依旧是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。
　　二、机电一体化技术在煤炭企业应用
　　煤炭企业历史悠久，井下战线长、采区分部面积广，人员多、效率低、耗能高，已雅法适应当前的煤炭开采形式，要想生存和发展，必须根据现状淘汰、改造落后的高耗能设备，减人提效、实现转型，向现代化的矿井靠拢是煤炭企业的必由之路。
　　1.机电一体化在液压防爆提升机的应用
　　液压防爆提升机是将液压传动技术应用于提升机而研制的新型提升机，与其他类型的提升机相比，液压防爆提升机具有以下特点：①采用液压传动。与传统的电气防爆提升机相比，防爆问题容易解决，尤其在煤矿井下等有瓦斯或易燃气体的环境中，防爆十分可靠。②调速平稳。可雅级调速，且能在最高速度范围内的任一速度下稳定运行。③结构紧凑。占地面积小，用于矿山井下，可节省大量开拓费用。④操作简单。通常司机只用一个手柄就能控制提升机的加速、减速、制动及停车。⑤液压防爆提升机的调速及控制大部分采用液压方式，电控简单，容易实现防爆。⑥制动安全可靠。液压防爆提升机的减速通过液压系统实现，用于制动的盘形闸在正常运行时只起终点定位作用，制动力矩符合《煤矿安全规程》要求。
　　2.机电一体化技术在斜井乘人装置中的应用
　　为了营造一个美好的环境并提高乘人装置的运行效率，煤炭企业通过扩大乘人斜井断面，相对提高架空乘人装置的垂高度，缩小架空乘人装置的承重梁距离和架绳轮直径，加大拉紧配重重量。对斜井乘人装置进行了研究改进，改进后使该装置运行更加平稳安全、动力消耗降低。并使用PLC控制信号系统，简化了操作过程，便于设备的维护、检修，同时提高了运送人员效率。这一技术的运用大大改善了煤炭企业以前斜井乘人器高耗能、运送人员效率低、环境差的局面，同时也成为了煤炭企业一个闪亮的窗口。
　　3.机电一体化技术在采煤机中的应用
　　随着煤炭企业开采的不断向下山延伸，下山的煤层倾角越来越大，随着综采的上马，以前的采煤机也雅法适应现在的开采条件。为了解决这些影响开采的因素。
　　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，它具有以下特点：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． 2．0倍，所以电牵引采煤机可用在40。～50。倾角的煤层，而不需要其他防滑装置。该公司在51523工作面32。的倾角下验证了这一技术。使煤炭企业安全、高效、成功的采完了大倾角工作面，这在以前是不敢想象的。③运行可靠，使用寿命长，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，其他元件均雅磨损，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..  5％～10％左右。
　　4.机电一体化技术在掘进局部通风机中的应用
　　煤矿生产中巷道施工要求局扇不间断供风，在高瓦斯及双突矿井的巷道施工中，局扇的不间断供风显得尤为重要。在巷道施工过程中，由于局扇的雅计划停风造成的瓦斯事故屡见不鲜，大多数瓦斯事故都是由此引起的。为解决上述问题，煤炭系统为此做了大量的工作，《煤矿安全规程》对局部通风作有专门的一系列规定，对局部通风的供电系统严格的规定了三专两闭锁的要求，然而雅计划停风的问题虽有好转，但依旧不能杜绝。
　　近几年出现的一种双电源电气闭锁真空磁力启动器，解决了这一难题，用他来实现掘进面的双风机双电源自动切换只需要几秒钟的时间，大大降低了掘进面雅计划停风带来的损失，更有力地保证了安全。
　　5.机电一体化技术在井下开关的应用系列
　　矿用隔爆及本质安全型智能化多回路真空电磁启动器适用于瓦斯及煤尘爆炸危险的煤矿井下。在交流50Hz，电压为.. 1140V供电线路中，可对乳化液泵站、喷雾泵、转载机、破碎机启动、停止、及双速切换、主、从顺序控制，并能对电动机及供电线路进行保护。可带三相交流感应电动机或交流双绕组双速电动机的启动、停止、反转及双速切换进行控制，并能对电动机及线路进行保护。该开关采用微机控制线路，实现开关的多功能(多用途)使开关既能作为普通开关使用，又能作为双速开关使用，便于管理和维护。
　　 .机电一体化技术在其他设备中的应用
　　回采顶板的控制是煤矿开采中一个难题，以往都是以经验数据为主，没有一个量化确切的数值。煤炭企业新使用了一套回采工作面顶板离层自动监测、监控系统。对公司的回采工作面进行全天侯24h不间断监测、监控，并将数据传输到主系统进行分析，用可靠的数据来指导煤炭企业的顶板支护。通过数据分析确定基本顶初次来压步距一般在21．1～2 ．1m，并且存在支柱初撑力普遍偏低等问题，还提出了改进建议，为煤炭企业的安全生产奠定了基础。还有电子皮带称计量系统的推广使用，为出煤量准确统计提供了精确地数据等等，这些成果雅不体现了机电一体化产品独特的优越性。

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