隨著我國經濟的快速發展，生產生活用煤的增加，對煤礦的生產提出了更高的要求，下面是小編搜集整理的一篇機械論文投稿：探究煤礦機電一體化技術應用的論文范文，歡迎閱讀借鑒。

 

　　摘 要：目前，對機電一體化的定義有各種各樣的認識，隨著生產和科學技術的發展，它將被賦予新的內容。機電一體化不是機械技術和電子技術的簡單疊加，而是為達到取長補短、互相補充的目的而將電子設備的信息處理功能和控制功能融合到機械裝置中，機電一體化產品因多項工藝相融合在一起，使知之更具有系統性、完整性、科學性和先進性。體現了“技術”和“產品”的內容，是機械系統和微電子的有機結合，是賦予了新的功能和性能的新一代產品。現代煤炭工業發展的強大動力來源于科技進步，機電一體化技術的推廣與應用越來越具有舉足輕重的作用，必將對我國煤礦機電一體化技術的發展與進步起到積極的推動作用。

 

　　關鍵詞：煤礦機電一體化技術;應用;發展

 

　　1 機電一體化對煤礦企業的意義

 

　　煤礦采煤技術的發展經歷了手工、炮采、機械化等幾個階段，生產能力相應的得到不斷提高，礦井年產量從幾萬噸發展到幾百萬噸。當前一些先進的煤礦企業、礦井甚至一個采煤工作面的生產能力就能達到500-1500萬t/a，例如神東煤炭集團上灣礦生產能力達到了1470萬噸。生產能力的提高，與之相適應的配套機械設備應運而生。煤礦機電一體化產物是把各項高新技術融于一體的高科技產物，其首要技術搜羅：微電子、計較機、自動節制、人工智能、傳感產物等等，這些都是科技高速成長的熱點技術。在煤礦企業中，開始操作機電一體化技術對煤炭系統進行刷新舊設備和開發新產物，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機電一體化技術和產物的成長是實現高效、平安、機械化生產的必要條件。

 

　　2 機電一體化技術在煤礦的應用

 

　　2.1 礦井安全生產監控系統中的應用

 

　　機電一體化技術煤礦生產中的應用機電一體化技術包括基礎的機械技術、以及計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術動技術。而在礦井的生產過程中，監控系統尤為重要，礦井中的監控系統情況與銀行不同，數據保存并沒有那么一絲不茍的要求，甚至規程要求數據因死機丟失在五分鐘之內是被允許的，唯獨不同的是不可以連續停機。日常生活中銀行因死機暫停營業經常發生，人們并不擔心網絡故障會把你的個人存款數據搞丟了，只要耐心等上一個上午銀行服務器故障總會排除。安全監控系統不能說停就停，否則礦工的生命安全則失去了保障。機電一體化技術應用后，機內數據庫通過局域網連成同步模式，主備機的心跳監控由自行研制的專用通信接口擔任，軟硬件相結合，自身數據庫與主機同步，還能分擔諸如數據檢索、網絡上傳、圖形顯示、圖表打印等任務，經過幾年的現場應用，機電一體化技術在礦井中的監控系統中得到了很好的效果。

 

　　2.2 煤礦機電一體化技術運輸機中的應用

 

　　隨著我國經濟的快速發展，生產生活用煤的增加，對煤礦的生產提出了更高的要求，以我國煤礦企業目前的提升和運輸系統來講，與國外還有很大的差距，以目前的水平來說很難適應發展的需求，所以需要不斷的借鑒外國的經驗，加大研究力度，把機電一體化很好的應用到煤礦的提升和運輸系統上。內裝式提升機是目前比較領先的技術，它采用電機和滾筒一體化的設計，結構簡單，操作方便，系統更加準確，能夠實現完全自動化控制。我國大部分煤礦已經實現了皮帶式運輸和生產，大規模的強力運輸機非常普遍，這種帶式傳輸機具有遠距離連續輸送、大輸送量、運行安全可靠、效率高和容易實現自動化的特點。在計算機控制系統的隨時監控下，能夠實現自我診斷和自我保護的功能。雖然在實現自動化方面還有所欠缺，但是在應用過程中已經得到了長足的發展和進步。

 

　　2.3 煤礦機電一體化技術在采煤機中的應用

 

　　我國大多煤礦采用了綜合機械化采煤系統，有力地推動了煤礦自動化的進程，早先采煤系統是液壓牽引，現在已經過渡到電牽引，機電一體化牽引技術比液壓裝置有著明顯的優點：首先是具有良好的牽引特性，能夠提供采煤機有效的牽引力，克服其阻力，還可以在下滑時提供制動功能;其次是由于裝有防止下滑的制動裝置，使之能夠用于大傾角煤層作業;第三是運行更加可靠，能夠支持長時間惡劣環境的作業，這是因為該機器的整體磨損很小，維修少，故障少的原因。第四是該機器的動態性好，能夠通過控制系統及時調整各種參數。第五是機電一體化采煤系統結構簡單，體積小，而且使用效率很高。同時電牽引采煤機已經轉為全部由計算機控制，使支架自動化得以實現，另外，對工作面刮板運輸機配置了微機監控裝置，實現了系統的完全自動化控制。通過機電一體化技術采煤機中的應用，實現了采煤機整體設備的動作協調，大大提高了安全性、可靠性和工作效率，操作更加簡單方便，帶來了巨大的經濟效益和社會效益。

 

　　2.4 機電一體化技術在帶式輸送機中的應用

 

　　帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且，輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發達國家相比存在顯著的差距。

 

　　2.5 機電一體化技術在支護設備中的應用

 

　　液壓支架是煤礦綜合機械化采煤工作面的支護設備，目前正向電液控制方向發展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。

 

　　乳化液泵站是為液壓支護設備提供高壓液體的裝置.要求其具有高壓、大流量的供液能力.并能根據工作面液壓支護設備的用液量自動調節供液量。我國生產的智能型乳化液泵站系統由智能型乳化液泵站自動配液系統和智能型乳化液泵站供液系統兩部分組成。具有自動檢測油箱油位高度，自動配液，高、低液位自動控制，在線檢測乳化液濃度，自動校正乳化液濃度(可選定1.5度～5度)，當濃度達不到設定值時聲、光報警，定時自動反沖洗，能夠監控實際用液量，具有遠距離傳輸功能，采用液晶顯示器，具有實時顯示乳化液濃度、液位、油位、流量計量、自動配液狀態功能。

 

　　2.6 機電一體化技術在掘進機中的應用

 

　　掘進機是目前大多數煤礦廣泛使用的掘進機械，其電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質安全型開關箱(以下簡稱開關箱)、礦用本質安全型操作箱(以下簡稱操作箱)、礦用隔爆型電鈴、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、隔爆照明燈、掘進機用隔爆型三相異步電動機、GJC4低濃度甲烷傳感器等組成的掘進機電氣系統。與液壓系統配合操作可實現整機的各種生產作業。

 

　　2.7 其他煤礦機電一體化裝置

 

　　液壓支架則向電液控制方向發展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。

 

　　鎮江中煤的二款分站，KJ101N-F1和KJ101N-F2型分站均采用一體化設計，它們分別采用不同的材料和技術，使其兼有：監控分站、斷電儀、本安電源箱、后備電池、風電瓦斯閉鎖儀等五項功能，體積纖巧重量輕盈渾然一體，全部儀器重量均在20公斤左右，提在手中如同攜帶一只公文箱;一體化結構減少了設備之間的電纜連線，可靠性遠遠好于分體式結構;使用現場不需要占用很大的空間，減少了設備之間的連接電纜，無論安裝和維護都變得輕松和方便。

 

　　3 煤礦機電一體化技術應用的建議

 

　　近年來，在我國經常能聽到或看到煤礦塌方、透水等安全事故的發生，這安全事故的背后，說明煤礦在管理和技術上都存在很嚴重的問題，對于廣大煤礦來講，如何預防安全事故的發生，成為煤礦企業面臨的主要問題，機電一體化產品的出現，有力的提高了煤礦的整體自動化水平，所以現在的煤礦企業應加大機電一體化產品的應用。目前，在我國煤礦機電一體化的技術在推廣和使用方面有了長足的進步，在相關煤礦企業得到了很好的發展，但由于我國開始應用此技術的時間不長，還缺乏相關的驗，與發達國家還有很大的一段差距。所以在機電一體化技術的研究和借鑒上一定要加大力度，努力使之達到發達國家水平，減少煤礦安全事故的發生，保障國家和人民的生命財產安全。

 

　　計算機技術作為機電一體化的核心科技，要大力發展現場的總線任務，加大研究力度，提高機電一體化的中央控制系統的運算能力的貯存能力。努力研發軟硬件系統，使之適應不同的場地環境需求，使該機器系統能夠實現功能強、性能好、精度高、體積小、重量輕、效率高、使用方便等特點。同時，該技術產品還應該具有通信功能，要具有高可靠性和通信模塊。可以考慮和工業以太網技術相結合，實現工業以太網對于煤礦機電一體化技術的控制，適當結合現場總線技術，實現良好的通信控制。要提高未來產品和技術的智能化水平，要通過建立一個高效的、動態的控制系統來及時修正系統參數，判斷系統周圍的變化，對機電設備和自身運行環境都能夠有著準確的判斷，并且能夠實現自我修復和調整，通過對工作狀態的判斷，對所采集參數的分析，和對系統的診斷，準確地找出故障所在，并且能夠對今后工作中的故障進行準確的預測。未來要對傳感器技術進行深入的研發，煤礦井下環境極端惡劣，井下高溫度、高濕度、高粉塵、低含氧、低照度，傳統的傳感器使用電位器調校，在井下調整起來相當的不方便，一是要開設電位器調整孔，儀器外殼無法實現良好密封，井下濕氣與粉塵使產品壽命大減;二是用起子反反復復地調整電位器，極易造成機件損壞，具現場工人反映：許多產品不是使用壞的而是被調整壞的;三是徒手旋轉調整精度差費時費力，帶下井的氣樣是有限的，如果“零點”、“精度”、“報警”“、斷電”全部用電位器來整定的話，有時帶到井下一袋子氣(橡膠氣囊攜帶標準氣樣)全部用完還沒調好一臺傳感器。所以要實現礦用傳感器的數字化、集成化、智能化和多維化，紅外遙調技術應用到礦用傳感器上是對煤礦安全儀器是一場劃時代的變革。實現了紅外遙控調校技術研發，使新儀器整機未設任何調整孔，儀器的調零、精度、報警值、斷電值設定;輸出信號制式設定;參數顯示及模擬量輸出微調全部由紅外遙控器操作。可以有效地避免調整時的機械損傷，提高整機密封性，延長儀器使用壽命。紅外遙控調校技術在礦用傳感器推廣應用充分體現了機電一體化技術實現煤礦作業的自動化。

 

　　4 煤礦機電一體化技術的發展趨勢

 

　　由于采掘環境的變化和采掘方法的優化，隨著煤礦機電一體化技術的廣泛應用，煤礦機電狀況有了多方面的改變和進步，其趨勢正朝著安全、可靠、先進、經濟的方向發展。

 

　　4.1 從供電等級與布局上看

 

　　供電等級在逐漸提高。地面特高供電由35kV改為60kV。3kV供電綜采工作面正在實行，10kV供電的機電設備已經開始使用。供電環節多，控制設備多，纜線長度及分布網絡也在發生相應的變化。移動式供電設備普遍使用。

 

　　4.2 從單個設備電功率看

 

　　廣泛采用大功率、高效率、重型成套機電設備，采煤機總功率在2000kW左右，工作面刮板輸送機裝機功率已達2250kW。某煤礦在使用機電一體化技術后，功率為1000kW、730kW等采煤機已經在使用，與過去使用的功率較大的575采煤機功率幾乎翻了一倍。配套設備功率也在增加。

 

　　4.3 從噸煤用電比例上看

 

　　雖然沒有具體的數據，但是，噸煤用電比例會越來越高。特別是運輸環節的耗電占有的比例也呈上升趨勢。

 

　　4.4 從設備控制手段上看

 

　　線控制、遠距離控制和集中控制將成為主流控制手段。單片機與PLC的應用，標志著軟件控制將逐步取代硬件控制。可視化界面使得操作變得更加便捷、透明和準確。量化控制將取代模糊控制。智能控制正在完善和升級。網絡監控和遠程控制正在興起。

 

　　4.5 從安全保護內容上看

 

　　目前使用的智能型綜合保護裝置，具有過載、短路、斷相，過壓、欠壓、三相平衡，漏電以及漏電閉鎖、風電與瓦斯電閉鎖等多項保護功能。有的真空隔爆開關還有真空斷路器漏氣報警功能。除此之外，電氣設備還有機械電氣互鎖保護，高低壓連鎖保護等。

 

　　4.6 從設備性能、質量上看

 

　　機電一體化推廣與使用，使得設備的質量不斷提高，性能也有長足的改進甚至升級。許多使用者切身體會到，只要設置、調試得當，不違章操作，基本不會出現燒毀電動機、嚴重影響運轉的故障。有的電工說，自從智能型電控設備正常投入運轉后，現場的工作量明顯減少;主要就是接班后例行檢查、維護，清理環境衛生和吊掛纜線等。

 

　　結語

 

　　隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，對控制水平和規模的要求越來越高，加速了機電一體化技術的發展和進步。進入21世紀，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用均有重大突破，因為煤礦是高危行業，提高機電設備自身的安全可靠程度和自動化程度，最大減少用人，是實現礦井長治久安的關鍵所在，因此煤礦機電的自動化有力推動了企業安全高效、又好又快發展。

 

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