試論機電一體化技術對采煤設備的促進作用

1、    試論機電一體化技術對采煤設備的促進作用    孫緒斌摘要：作為一種在極其惡劣的工作環(huán)境下使用的專業(yè)設備，機電一體化技術的應用可以有效提高煤礦的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟效益。所以，通過研究采煤設備的機電一體化技術，提高機電一體化技術對采煤設備的促進作用，對現(xiàn)代化煤炭生產(chǎn)具有積極的促進作用。關鍵詞：采煤設備；機電一體化技術；煤礦；生產(chǎn)安全；經(jīng)濟效益；煤炭生產(chǎn) ：a：td40 ：1009-2374（2015）06-0167-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.05111 概述我國經(jīng)濟高速發(fā)展形式從客觀上對能源的需求越發(fā)迫切，煤炭的

2、多元化開發(fā)與應用，拉動了煤炭的供應總量，對采煤設備提出了更高的要求。能夠滿足采煤高要求的最可靠的技術當屬機電一體化技術，作為一種在極其惡劣的工作環(huán)境下使用的專業(yè)設備，機電一體化技術的應用可以有效提高煤礦的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟效益。所以，通過研究采煤設備的機電一體化技術，提高機電一體化技術對采煤設備的促進作用，對現(xiàn)代化煤炭生產(chǎn)具有積極的促進作用。2 采煤設備機電一體化狀況簡介20世紀70年代，一些發(fā)達國家開始對采煤設備進行了改造，主要是利用電力電子技術、微電子技術增強對采煤設備的控制，首先是實現(xiàn)了對直流電力牽引的有效控制，可以獲得更為強勁的牽引效果，可以實現(xiàn)更為安全可靠的控制。20世紀80年代，首先實

3、現(xiàn)了用交流電力牽引替代直流電力牽引，此舉可以更加方便地運用電力，可以使用更加強勁的動力系統(tǒng)，可以方便與其他設備的動力通用性，可以減少交流直流轉(zhuǎn)化能耗，可以減少設備占地與成本支出。最終使得采煤機的運行速度得到進一步提高，在安全、效率與節(jié)能等方面都有所提高。從20世紀80年代后期到90年代中期，集成電路技術的升級，計算機技術的飛躍性發(fā)展，給采煤設備的自動化革新帶來了新的曙光。所有的自動化革新都把重點放在了自動控制、安全監(jiān)測、故障診斷、數(shù)據(jù)處理、人機遙控、報警和斷電記憶等功能方面，不同的自動化系統(tǒng)有各自的偏重方向。比如teisafeov-ac系統(tǒng)，側(cè)重于使用整套傳感系統(tǒng)對采煤機的工作狀態(tài)細微處進行精

4、準的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理，具體內(nèi)容包括方向、速度、搖臂相對位置、傾斜狀態(tài)、液壓、溫度等，然后在此基礎之上，利用計算機技術，通過有線遙控系統(tǒng)對設備進行有效的控制。隨后，松散的電子與機械結合的技術逐步成熟起來，機電一體化技術從無到有，并且得到了飛速發(fā)展。自動操作功能與自動調(diào)節(jié)功能的可靠性、方便性越發(fā)凸顯，智能化功能也隨之逐漸表現(xiàn)出來。機構趨于簡單，設計趨于復雜，能耗趨于降低，效率越來越高成為機電一體化技術的發(fā)展方向。在安全監(jiān)測、故障排查、智能操作等方面，微電子技術與計算機技術顯現(xiàn)出更加可靠的優(yōu)勢。3 機電一體化技術對采煤設備的促進作用研究我國煤炭開采量始終維持在世界高位，在使用傳統(tǒng)采煤技術作業(yè)的時期，煤

5、礦事故呈現(xiàn)比較高的發(fā)生率。隨著我國科學技術的進步，采煤設備的機電一體化，其發(fā)展進程由引進原機、學習研究，到實現(xiàn)部分設備的國產(chǎn)化，對于一些技術含量較高的軟硬件關鍵技術，我國目前尚在科研攻關與研究實驗階段。雖然我國的采煤設備機電一體化技術還處在起步階段，但是，該技術帶來的煤炭生產(chǎn)高效性與安全性，是無與倫比的；該技術給煤礦職工帶來的舒適性與方便性，是前所未有的。因此，有必要進一步加強機電體化技術對采煤設備的促進作用研究，讓該項技術發(fā)揮更大的效果。3.1 采煤設備機電一體化技術的研究現(xiàn)代采煤設備的突出特點是功率大、性能高、開采能力強。這些特點的實現(xiàn)離不開傳感系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的綜合作用。3.1.

6、1 傳感系統(tǒng)。采煤設備的機電一體化傳感系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電壓、電流、功率、速度、溫度、壓力、液位高度、支架支撐力、液壓流量等實施有效的測定。在傳感系統(tǒng)的性能提升方面，首先，應提升對設備細微動作變化的感應檢測，例如：采煤機機身傾斜度，搖臂擺動幅度、動力牽引、設備行徑、煤巖分離、運輸行程、油缸支撐度、液壓支架壓力和流量等；其次，在信號傳輸方面，應該進一步提高其可靠性、規(guī)范性與精準性。3.1.2 監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是依據(jù)計算機數(shù)據(jù)模式，收集采煤設備在日常工作狀態(tài)中的各項情況，與計算機預先設定的數(shù)據(jù)進行比較，從而實現(xiàn)對設備的全面測量，同時，將計算機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為人們可以識別的文字、數(shù)字與圖案，方便操

7、作者實施有效監(jiān)測。監(jiān)控系統(tǒng)是傳感系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的連接紐帶，是人們探知設備工作狀態(tài)的有效途徑。3.1.3 控制系統(tǒng)。通過計算機技術，可以實現(xiàn)機電一體化的有效控制，在采煤設備正常工作的狀態(tài)下，控制系統(tǒng)只要依照計算機事先設置好的指令，對設備進行有序的操控就可以了。能夠凸顯控制系統(tǒng)技術水平的時候，首先，能否控制采煤設備維持長時間運行的穩(wěn)定，若能，則說明該系統(tǒng)性能比較優(yōu)異。比如，在日常采煤的時候，對挖掘進程、傳輸過載、機具姿勢調(diào)整等是否能夠?qū)崿F(xiàn)柔性調(diào)整；其次，當遇到突發(fā)狀況的時候，控制系統(tǒng)能否及時實現(xiàn)智能化的有效控制。比如，在遭遇設備故障、煤層坍塌、異物堵塞等情況時，能否及時下達正確的指令，能否采取精確

8、的動作，實現(xiàn)停機、倒車、減速等動作。目前，對于采煤設備可靠性控制是一個科技難關，如何開發(fā)微電子技術和計算機技術的更多功能，使之在設備自檢自診、故障自我檢測與排除、作業(yè)環(huán)境監(jiān)視與反饋、智能化無人化等方面實現(xiàn)突破，是科研工作者與設備操作者需要面對的研究方向。3.2 機電一體化技術對采煤設備的促進作用3.2.1 可以提高自動化操作程度。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備，通過簡單的電腦操作，下達執(zhí)行指令，就可以實現(xiàn)高效率的采煤作業(yè)。該項技術可以有效降低煤礦工人的勞動強度，可以大幅度提高采煤效率，可以有效規(guī)避因工人經(jīng)驗不足而引發(fā)的安全隱患。有些比較先進的裝有機電一體化技術的采煤設備，甚至可以實現(xiàn)遠程操

9、控與智能化無人操作，徹底顛覆了煤礦工人的傳統(tǒng)形象。3.2.2 可以在節(jié)能減排的同時提高開采效率。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備，首先，可以減少人力勞動成本；其次，可以整合各個分散的小設備，膠帶輸送機、通風機、提升機等，減少無效功的浪費；最后，自動化作業(yè)的最大優(yōu)勢就是可以大幅提高開采速度。因此，使用該采煤設備，可以有效提升煤炭企業(yè)的市場競爭力。3.2.3 可以降低維護強度與維修成本。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備，可以實現(xiàn)全設備的系統(tǒng)化監(jiān)控與報警，對于一些較為簡單的設備故障，系統(tǒng)通過識別，啟動自我維護功能，將微小的故障及時消滅掉，避免設備帶病作業(yè)。對于簡化維修程序、降低維修成本、延長機器

10、壽命、提高工作效率、改善職工工作環(huán)境都具有管理優(yōu)勢。3.2.4 可以提高工人隊伍的整體作業(yè)水平。使用安裝有機電一體化技術的采煤設備，必然會帶動煤炭生產(chǎn)中的自動化改革進程。新的設備本身就具有較強的學習性與經(jīng)濟性，對職工自身水平的提高起到了督促與帶動作用。新設備的工作模式必然拉動供電、排水、通風、提升等各項保證系統(tǒng)的升級換代，否則就會影響生產(chǎn)效率。對煤礦的軟硬件系統(tǒng)進行必要的改進，在改進與以后的維護工作中，職工的作業(yè)水平必然會隨之得到提高。4 結語機電一體化采煤設備在煤炭生產(chǎn)企業(yè)得到了越來越廣泛的應用，對我國煤炭生產(chǎn)做出了不凡的貢獻。隨著科技的不斷進步，機電一體化采煤設備的升級研究與應用必然會得到更