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摘 要：煤炭作为国民经济的基础,具有重大意义.机电一体化技术在煤矿中运用,极大的改善了煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时实现了高效、安全、机械化采煤,机电一体化技术在煤矿生产中起着举足轻重的作用.阐述煤矿机电一体化技术以及煤矿机电一体化技术在我国的发展现状及未来趋势.
关 键 词：煤矿机电一体化应用发展
中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）003-036-02
1前言
众所周知,煤炭是我国重要的工业能源之一,近年来煤矿企业十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广.在我国的一些大型煤矿企业中,有的已经利用机电一体化技术对煤炭各个系统进行了改造,并且取得了显著的成效.这就使得机电一体化技术得以成功应用,而且让许多煤炭企业意识到,发展机电一体化技术是提高企业效能和安全性能、实现机械化采煤的重要途径.新机电一体化技术的使用,能够使煤矿企业获得显著的经济效益,从而形成了互相促进发展的良性循环过程.
机电一体化技术包括了自动控制技术、机械技术、系统信息技术等热门技术.当下,科学技术的发展、不同学科的渗透与吸收,进一步促进了技术创新.微电子技术和计算机技术向机械工业的不断渗透,使得机械工业发生了巨大的变化,工业生产由此逐步迈入了机电一体化的发展阶段.我国各大煤炭企业对机电一体化技术在煤矿中的应用与推广非常重视,各大煤矿企业研制成功了一系列具有自主知识产权的煤矿机电一体化产品,使得煤矿机电一体化技术在我国煤矿行业中的使用发生了跳跃式的变化.
2煤矿机电一体化技术在我国的应用
2.1在采矿机械设备中的应用
2.1.1电牵引采煤机
电牵引采煤机设备采用了微电子、电力电子等高新技术,代替了传统的液压系统,具有工况监测与故障诊断等功能.电牵引采煤机的使用使采煤机结构变得简单、可靠,操作性能更加完善.电牵引采煤机发展之初,我国先后从艾柯夫公司引进了EDW-450/1000L型电牵引采煤机,还有安德森公司ELECTRA-500型电牵引采煤机,三井三池公司DR102102型电牵引采煤机等等,这些种类的电牵引采煤机大都采用了机载变频器或整流装置,它们的最大装机容量可达1500千瓦.近年来我国坚持自主研发生产的电牵引采煤机迅速发展,推广和提高.例如以太原矿山机械厂、鸡西煤机厂等单位为代表生产的电牵引采煤机已在各矿区投人使用并且运行效果良好.
2.1.2电液控制液压支架
电液控制液压支架,也是一个典型的机电一体化产品.电液控制液压支架使用了电子微处理、液压控制等技术.其核心部分由位移传感器、支架控制箱、压力传感器、电源、电磁阀驭动器等组成.在使用过程中,设备根据搜集到的数据来决定执行命令,监测和控制所有支架.例如神华大柳塔使用的德国WS1.7-210/450型和美国久益公司电液控制液压支架.WS1.7-210/450型电液控制液压支架推架时间为6-8秒,大大提高支架推移速度,在移架过程中容易实现定压、带压移架,这就可以避免工作面顶板对支架频繁的冲击载荷,实现液压支架额定初撑压力,延长了支架的寿命.
2.2在矿井安全生产监测系统中的应用
在我国煤矿机电一体化在矿井安全生产监测系统中的应用起步较晚,但是我国各大煤矿企业坚持自主研发生产战略,紧跟世界先进技术水平,自行研发生产了一系列具有世界先进水平的煤矿机电一体化监测系统.其中以煤炭科学研究总院重庆分院KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所KJ95系统为代表的系统软件大都使用了Windows操作系统,具有网络连接功能,测控分站的智能化水平很高,无论在软件功能、硬件功能、稳定性、可靠性等方面,还是企业性质和生产规模,都代表了我国煤矿监测监控系统技术的最高水平.
2.3在矿井运输提升产品方面的应用
2.3.1胶带输送机
胶带输送机的电液控制软启动系统具有优良的启动、停车、调速和功率平衡性能.电液控制软启动在机电一体化技术的应用体现了机电一体化技术的优越性.它可以用来监测设备各部分的工况,如油压、温度、振动、转速、功率.以中国矿大研制的KJ42型井下胶带机为代表的地面远程监控系统,它将微电子技术、自动控控制与传感器技术、光纤网络与工业电视技术等高新技术有机整合,通过控制系统对井下煤流方向胶带机实现自动控制,实现了地面远程监控.
2.3.2矿井提升机
矿井提升机也是典型的机电一体化设备,实现了机电一体化的全数字化.以内装式提升机为代表,在结构上,它将滚筒和驱动有机整合,使得机械结够大大简化.全数字化直流提升机采用总线方式,简化了电气安装,硬件配置简单,互相兼容,零备件少,可以方便地实现软启动、软件控制、改变瞬间加速度.具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自我诊断功能,简单而快速的通信功能,性能高度可靠.我国自主研发生产的全数字化直流提升机核心部分ASCS由双CPU构成.此外,我国还研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机.该交流提升机应用SIMADYND和S7,采用两台计算机装置,每台都有独立的测量、传感装置和数据处理系统.交流提升机采用了计算机技术,提升机的安全保护系统更为完善.我国焦作古汉山矿于2000年11月投入运行该种交流提升机,运行情况良好.
3煤矿机电一体化技术在我国的发展趋势
当下,煤矿机电一体化技术早我国各大煤矿企业的使用都取得了长足的发展,机电一体化技术应用到了煤矿生产的每个环节.要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态.
（1）煤矿机电一体化技术的未来发展是具有自主知识产权的核心装置,其以煤矿开采技术及配套装备为主,同时开发计算机设备以增加机电一体化设备产品的通信功能,以适应综合自动化的需要.（2）智能化是21世纪机电一体化技术发展的重要方向.人工智能化的研究发展越来越受到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用.同时,科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活也因网络技术的兴起和飞速发展发生了巨大的变革.因此,网络化无疑也是机电一体化重要发展方向之一.
（3）未来的机电一体化将更加注重产品的系统化.所谓系统化就是系统体系结构将进一步采用开放式和模式化的结构,系统可以比较灵活组装,实现多子系统的控制和综合管理.
（4）工业的发展使我们的物质生活极大丰富,生活状态达到了前所未有的状态,但同时工业的发展也使得资源过度使用,造成了生态环境的严重污染.因此绿色的机电一体化产品也是未来的发展方向之一.
新一代机电一体化产品将是智能的,系统化、网络化的,绿色环保的产品.它的使用将会大大改善煤矿企业的生产劳动强度、工作环境、安全系数,同时也将实现降低能耗、保护环境等等特定的价值.
4结束语
我国煤矿企业的生产随着煤矿机电产品一体化技术的进步,许多新型的机电设备的发展使工人的劳动生产率大幅提升,劳动强度将会明显降低.机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果,随着我国煤矿事业的发展,机电工程在其中起着越来越重要的作用,并向着智能化、网络系统化、绿色环保化的方向发展.煤矿机电一体化技术是实现煤矿生产自动化的基础,支撑着煤矿企业信息化的建设,在采掘、运输、装备等方面得到了广泛应用和推广,使我国煤矿生产能力得到了质的提升.因此,进行机电一体化技术在煤矿生产中的研究具有极其深远的意义.