談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

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摘要：煤礦開(kāi)采作業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用在提升作業(yè)效率、減輕工作壓力以及保障作業(yè)安全等各個(gè)方面均發(fā)揮了顯著作用。該技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制、電氣工程、機(jī)械工程和無(wú)線通信等多項(xiàng)技術(shù)，成為煤礦企業(yè)提高經(jīng)營(yíng)效益的關(guān)鍵因素。文章首先介紹了機(jī)電一體化在采煤機(jī)、輸送機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等煤礦常用機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用，隨后結(jié)合煤礦管理制度，從設(shè)備管理制度和人員培訓(xùn)制度方面，總結(jié)了推廣機(jī)電一體化技術(shù)的策略，并基于行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，為今后這一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)作出了展望。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備；機(jī)電一體化；采煤機(jī)；智能化

在工業(yè)自動(dòng)化背景下，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在破碎、開(kāi)采、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用。近年來(lái)，煤礦機(jī)電設(shè)備的數(shù)量、類(lèi)型增加，為礦井作業(yè)創(chuàng)造了便利。但是也存在管理制度不完善、養(yǎng)護(hù)檢修不及時(shí)、協(xié)同作業(yè)難度大等一系列問(wèn)題，使得機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)大打折扣。因此，煤礦企業(yè)不僅要增加資金投入，引進(jìn)和應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，而且還要加強(qiáng)設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備和機(jī)電一體化技術(shù)的定期更新，從而為煤礦生產(chǎn)的高效率進(jìn)行，以及煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

1.1在采煤機(jī)中的應(yīng)用

早期煤礦開(kāi)采中，以液壓牽引采煤機(jī)為主；隨著機(jī)電一體化技術(shù)的成熟，基于電氣控制的電牽引采煤機(jī)開(kāi)始廣泛使用。除了提供更大的牽引力，提升采煤作業(yè)能力外，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在：其一，動(dòng)態(tài)特性好，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采煤機(jī)的狀態(tài)參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行；其二，提供下滑制動(dòng)功能，當(dāng)傾斜角度為40o-50o時(shí)，利用機(jī)電一體化技術(shù)的下滑制動(dòng)性能，有效控制軸端停電設(shè)置功能，最大程度上防止開(kāi)采作業(yè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，出現(xiàn)下滑的情況，有效避免安全事故的發(fā)生。其三，相比于液壓牽引，電牽引不容易發(fā)生零件磨損，有效延長(zhǎng)設(shè)備壽命。對(duì)降低故障率和保證采煤作業(yè)持續(xù)性有顯著效果。其四，體積小巧、質(zhì)量輕便，節(jié)能效益明顯，降低了設(shè)備運(yùn)行成本。

1.2在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備。機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用，不僅提高了帶式輸送機(jī)的輸送距離、輸送功率，而且還保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。以傳動(dòng)裝置為例，利用分布在前端的各種傳感裝置，能夠?qū)崟r(shí)獲取帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)參數(shù)，包括V帶的傳動(dòng)速率、電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、各軸輸入功率等。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員根據(jù)煤礦運(yùn)輸需要，在帶式輸送機(jī)的控制面板上調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，由PLC根據(jù)操控指令調(diào)整帶式輸送機(jī)的傳送參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送效率的調(diào)整。除此之外，機(jī)電一體化技術(shù)還能夠提供在線監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)電氣系統(tǒng)的自動(dòng)診斷，確保有故障問(wèn)題第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，對(duì)避免機(jī)電設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障也有積極作用。

1.3在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用

掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)主要是由礦用隔爆型電鈴、礦本質(zhì)安全型操作箱、礦用隔爆兼安全型開(kāi)關(guān)箱、隔爆照明燈等構(gòu)成。此類(lèi)設(shè)備中，機(jī)電一體化技術(shù)的作用主要是保護(hù)設(shè)備的主控制器，從而控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。此外，將實(shí)時(shí)收集到的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)工況進(jìn)行對(duì)比。若發(fā)現(xiàn)異常參數(shù)，則利用故障記憶功能，自動(dòng)識(shí)別掘進(jìn)機(jī)的故障類(lèi)型。進(jìn)而生成故障分析報(bào)告，包括故障位置、發(fā)生原因以及修理方案等，為設(shè)備管理人員開(kāi)展維修處理提供了參考。除此之外，機(jī)電一體化技術(shù)還能對(duì)短路、油泵、二運(yùn)電機(jī)的過(guò)壓、三相不平衡等事項(xiàng)進(jìn)行有效地監(jiān)控與保護(hù)，準(zhǔn)確的顯示各個(gè)電機(jī)的實(shí)際工作電壓、運(yùn)行狀態(tài)及故障信息等信息。

1.4在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

保障井下作業(yè)安全，是煤礦生產(chǎn)管理的重中之重。利用機(jī)電一體化技術(shù)布局煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)潛在安全隱患的精準(zhǔn)識(shí)別，并且由系統(tǒng)自動(dòng)告警，提醒現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員和井下作業(yè)人員作出應(yīng)急避險(xiǎn)，防范惡性安全事故的發(fā)生；另一方面，借助于機(jī)電一體化技術(shù)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)控礦井裝置，消除安全隱患。例如當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到礦井瓦斯?jié)舛冗_(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送給終端計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)發(fā)出兩條指令，一條是報(bào)警指令，控制報(bào)警器提醒有關(guān)人員；另一條是通風(fēng)指令，控制風(fēng)機(jī)加大送風(fēng)力度，稀釋礦井空氣中瓦斯?jié)舛龋瑥亩鹿孰[患。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在確保煤礦生產(chǎn)安全方面作用顯著。

1.5在提升機(jī)中的應(yīng)用

在提升機(jī)的內(nèi)置控制平臺(tái)中，核心設(shè)備是工業(yè)計(jì)算機(jī)（PLC），通過(guò)編程控制的方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的應(yīng)用。利用PLC編程控制器上的輸入/輸出串口，實(shí)現(xiàn)信息交換。利用輸入口，PLC能夠獲取提升機(jī)作業(yè)時(shí)的各種信號(hào)，包括速度信號(hào)、打點(diǎn)信號(hào)、停車(chē)信號(hào)以及安全回路故障信號(hào)等。PLC接收并識(shí)別信號(hào)后，利用內(nèi)置程序生產(chǎn)相應(yīng)的控制指令，然后利用輸出口，將這些指令發(fā)送到前端動(dòng)作單元，完成提升操作。在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用方面，國(guó)外已實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程聽(tīng)微機(jī)監(jiān)控，而且利用雙安全線路，而且在安全監(jiān)控同路上采用冗余技術(shù)，從而使得煤礦提升機(jī)的運(yùn)行變得更加安全，顯著降低了設(shè)備故障和安全事故的發(fā)生率。國(guó)內(nèi)方面，也有一些煤礦企業(yè)利用數(shù)字提升機(jī)，對(duì)于重復(fù)性故障的尋址、診斷和自診斷都實(shí)現(xiàn)了突破，而且可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的通信。

2煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的推廣策略

2.1完善并落實(shí)機(jī)電設(shè)備管理制度

煤礦機(jī)電設(shè)備類(lèi)型較多，給日常管理增加了難度。如果檢修、維護(hù)不到位，很有可能使設(shè)備發(fā)生故障，不僅影響煤礦生產(chǎn)效率，甚至?xí)?lái)安全隱患。因此，在推廣機(jī)電一體化技術(shù)的過(guò)程中，煤礦企業(yè)還應(yīng)出臺(tái)更加詳細(xì)的機(jī)電設(shè)備管理制度，通過(guò)保障機(jī)電設(shè)備的良好工況，從而保證機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。例如，明確機(jī)電設(shè)備的檢修制度，安排專(zhuān)人定期檢查采煤機(jī)、提升機(jī)等設(shè)備是否存在運(yùn)行隱患。

2.2做好機(jī)電管理人員的培訓(xùn)

機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用，雖然在一定程度上代替人工完成了煤礦的開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)裙ぷ鳎窃诂F(xiàn)有的技術(shù)條件下，還不能完全脫離人工操作。而隨著煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化、智能化程度不斷提升，相應(yīng)的對(duì)設(shè)備管理人員的各項(xiàng)要求也在不斷提高。煤礦企業(yè)應(yīng)加大培訓(xùn)力度，保證機(jī)電設(shè)備操作人員、管理人員，能夠熟練運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，做好設(shè)備的運(yùn)行管理、日常維護(hù)，確保其發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值，支持煤礦生產(chǎn)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

3煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1智能化

在機(jī)電一體化技術(shù)的影響下，現(xiàn)階段煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，但是多數(shù)情況下還是需要人工發(fā)送操控指令；未來(lái)，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步成熟，特別是隨著AR技術(shù)、5G技術(shù)在這一領(lǐng)域的運(yùn)用，煤礦機(jī)電設(shè)備的智能化程度也會(huì)得到提升。以煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行自檢為例，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，PLC通過(guò)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確識(shí)別出機(jī)電設(shè)備的故障，然后將故障信息反饋給管理人員；而機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展，不僅可以做到潛在故障的自動(dòng)巡檢、精準(zhǔn)識(shí)別，還可以自動(dòng)生成維修方案，為管理人員開(kāi)展設(shè)備故障處理提供參考。

3.2微型化

煤礦井下作業(yè)空間有限，大型機(jī)電設(shè)備不僅占用太多空間，而且日常維護(hù)、檢修難度較大，使用成本較高，顯然不符合煤礦企業(yè)的利益需求。在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，煤礦機(jī)電設(shè)備將會(huì)朝著微型化、高效率的方向發(fā)展。例如，在機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)中，使用微型工控機(jī)代替PC機(jī)，不僅提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速率，增強(qiáng)了機(jī)電設(shè)備的靈敏度，而且顯著縮小了機(jī)電設(shè)備的體積。除此之外，微型化帶來(lái)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，在于機(jī)電設(shè)備中大量使用集成化電路，也會(huì)減少空間占用，從而使得煤礦機(jī)電設(shè)備的使用更加靈活。

4結(jié)束語(yǔ)

在煤炭行業(yè)深化供給側(cè)改革的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)越性，在推進(jìn)煤礦開(kāi)采從勞動(dòng)力密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變提供了支持。現(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)主要在煤礦常用電氣設(shè)備上得到應(yīng)用，如掘進(jìn)機(jī)、提升機(jī)、采煤機(jī)等；除此之外，像井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，機(jī)電一體化技術(shù)也有使用。從技術(shù)應(yīng)用效果來(lái)看，無(wú)論是提升煤礦生產(chǎn)效率，還是減輕一線人員工作壓力，抑或是保障井下作業(yè)安全，機(jī)電一體化技術(shù)均發(fā)揮了顯著的優(yōu)勢(shì)。下一步，機(jī)電一體化設(shè)備將會(huì)朝著智能化、微型化方向發(fā)展，煤礦企業(yè)應(yīng)完善管理制度，為機(jī)電一體化設(shè)備多種功能與價(jià)值優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮創(chuàng)造必要條件。

參考文獻(xiàn)

[1]劉娟，王青，楊其權(quán).機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（4）：188-189.

[2]劉瑜，單勇，齊大田.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用初探[J].科學(xué)大眾，2019（7）：96-98.

[3]孫威偉.基于機(jī)電一體化系統(tǒng)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020（17）：157-158.

[4]侯威.關(guān)于煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用探討[J].當(dāng)代化工研究，2019（5）：87-88

[5]李文龍.淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究[J].化工管理，2020，No.546（3）：100-101.

[6]范小燕.煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].當(dāng)代化工研究，2019（12）：7-8.

作者：付秀峰 單位：黑龍江龍煤雙鴨山礦業(yè)有限責(zé)任公司