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机电一体化技术在机械化采煤中的应用张磊

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：张磊

[导读] 摘要：随着我国科学技术快速发展，机电一体化技术取得巨大进步，并逐渐应用到煤矿开采的各个领域之中，如：在煤矿采掘生产、煤矿支护、安全生产监测等方面都有着较多的应用，在很大程度上提升煤矿开采的效率和安全性。

        山东东山王楼煤矿有限公司山东济宁 272063
        摘要：随着我国科学技术快速发展，机电一体化技术取得巨大进步，并逐渐应用到煤矿开采的各个领域之中，如：在煤矿采掘生产、煤矿支护、安全生产监测等方面都有着较多的应用，在很大程度上提升煤矿开采的效率和安全性。基于此，本文首先对机电一体化技术应用于煤矿开采领域的积极意义展开探讨，然后研究各类型机电一体化技术在煤矿开采领域中的实际应用以及未来的发展展望。
        关键词：煤矿开采；机电一体化；应用
        引言
        煤炭是一种重要的资源，保证对其的安全高效开采对于国家经济建设具有重要意义。经过多年发展，中国煤矿开采基本上实现了机械化，具体表现为普通机械化采煤技术和综合机械化采煤技术的大规模应用。机械化采煤最大的特点是在煤矿开采中采用大量的机械设备。随着时代的发展，传统的机械设备已不能满足煤矿安全生产的需要，因此需要在机械化采煤中应用机电一体化技术。机电一体化技术的核心为采用先进的电气设备来实现对机械设备的控制或监测，从而实现煤矿开采的安全高效。本文围绕煤矿机电一体化技术的优势展开探讨，分析了机电一体化技术在机械化采煤中的应用。
        1应用机电一体化系统优点
        应用机电一体化系统的优点主要包括以下方面：其一，有利于对煤矿生产的效率提升。在煤矿生产过程中，将机电一体化技术应用其中，能够对传统生产模式改善，同时也能够对生产工作的稳定展开提供保障作用，促进整体生产效率的提升。传统人工操作需要花费长时间劳动，工作人员很容易在这一过程中出现疲劳感，从而导致较低的生产效率。将机械设备应用其中，能够对人工操作过程中存在的不足有效改善，对设备进行定期维修、养护即可保证设备运行的稳定性、安全性，增加企业生产的产量。其二，有利于增强煤矿生产的安全等级。在实际工作过程中对煤矿机电一体化技术有效应用，能够很好的保证安全的施工环境，进一步保障工作人员的人身安全。煤矿井下有较高的危险程度，且需要人工完成多项工作，加之工作压力影响，如果长期维持上述现状，很容易影响工作人员身心健康。在此基础上，矿井下方存在复杂的环境，随时都会出现突发事件，如塌陷、水害、爆炸等，借助机电一体化技术，能够对上述不足有效改善，增强煤矿生产安全等级。其三，有利于增加煤矿企业的经济效益。在生产中应用机电一体化技术，能够促进不同环节顺利开展的同时，还能够对煤矿企业的经济效益增加。借助机电一体化技术，能够转变一些人工操作为机械设备操作，提升煤矿生产效率，进一步增加企业的经济价值，促进企业未来发展的稳定性。因此在煤矿机电设备中对机电一体化系统有效应用，存在诸多方面的优点，在具体工作施工中，工作人员要结合生产实际情况，采取针对性的措施，保证煤矿机电设备运行的稳定性、安全性。
        2机电一体化技术在机械化采煤中的应用
        2.1在选煤机械上的应用
        1998年前，中国的煤炭行业并不景气，选煤技术也缺少创新动力，自2006年至今，中国从选煤机械设备完全依赖进口产品，进而才演变为模仿制造，最终到通过创新来实现选煤设备的出口[2]。中国的煤矿企业也在积极地引进选煤的新技术、新设备。筛分作业有不同的方式，选煤是利用物质的不同物理或物理化学性质，然后通过机械方法去处理原煤中的杂质，按照不同的规格进行分类来适应不同用户的需求，这是一项非常复杂而又机械化的工作。动力选煤需要适应不同品种变化，选煤和洗煤都是非常重要的工序，利用机电一体化能够使得选煤和洗煤环节更好地把握在工作人员的手中，更好地控制添加剂的用量、浓度，将其控制在最佳范围内，更好地实现洗煤、选煤的工作效果。

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        2.2应用于煤矿运输提升作业中
        煤矿运输提升作业是煤矿生产过程中十分重要的环节，在作业过程中应用较多的方式为带式运输。在该种运输方式中，运输机设备与机电一体化技术之间的结合较为容易，且表现出运输量大、连续性高、运输距离较长等优势。在以往的煤矿运输机中主要应用的是TKD系列交流提升机电控系统，该系统主要由继电器、接触器等较为常规的触点器件进行控制，但面对煤矿生产作业中较为复杂的环境，常常表现出故障率高、稳定性差、控制精度较低等问题，使得煤矿运输提升作业的安全性受到较大的影响。在此背景之下，对煤矿运输提升机控制系统进行改造已成为一种必然，也因此出现了基于现代机电一体化技术的全数字变频控制系统，在该控制系统之中有效融入数字化技术、自动化技术、网络信息化技术等先进技术，对原有触点式控制模式进行全面改造，转变为交流同步电机、可控硅变流、数字调节控制、PLC控制、局域网信息传输、运行数据监控诊断为一体的智能化控制模式，使得煤矿运输提升机的控制精度和运行可靠性都有较大程度的提升。此外，还可将机电一体化技术应用到煤矿开采领域中的其它方面，如：应用到煤矿生产现场的供电系统之中，可有效提升供电系统的稳定性；应用到现场钢丝绳的损伤检测中，可有效提升钢丝绳损伤检测准确率，当前应用较多的有TCK钢丝绳损伤定量检测系统。
        2.3带式传送机中的应用
        在煤矿机电设备中，带式传送机有较为广泛的应用范围，且在煤矿生产中发挥着重要的作用，是煤矿运输重要组成部分。借助煤矿一体化技术，能够保证带式传送机较大的传送量，也能够保证较高的工作效率，对长距离运输任务、操作有效实现。伴随现代化煤矿发展的需要，在煤矿生产中对煤矿机械化采煤也有了更高的需求，对井下运输系统、井上运输系统也有较高的要求。现阶段，在一些技术先进的国家，应用的带式运输机，该设备核心为电子电力器件，驱动方法为交流直流式变频装置。本国现阶段煤矿井下多是应用皮带化生产，多是对大巷强力带式运输机应用，伴随计算机控制系统发展，一些系统具备故障诊断功能、自我保护功能，尽管不能满足所有方面的需求，但于未来而言，能够作为良好的开端。借助总线的方式，能够对电气安装简化，保证简单的硬件配置以及较强的兼容性。现阶段本国全数字提升机具有自主知识产权功能，可靠性、操作性较高。
        2.4液压支架电液控制系统
        液压支架的电液控制系统主要负责液压支架的移动和支撑顶板，其是通过控制液压支架的支撑力实现的。在移架时，通过电液控制系统来降低液压支架的工作阻力，即将液压支架的液压油抽出。待液压支架到达指定的位置后，再向液压支架内注入液压油，使其达到正常的工作阻力。在这个过程中，不仅要控制液压支架液压油的压力，还要控制液压支架的工作姿态，例如倾角和高度等。通过电液控制系统，可实现液压支架的自移，极大地提高了煤矿开采效率。这是由于在煤矿开采过程中，支护顶板是煤矿开采的关键，若支护顶板用的时间很多，则回采效率必然会很低，例如普通机械化采煤采用的是单体液压支柱，无法实现对顶板的快速支护，煤矿开采效率很低。此外，液压支架及其电液控制系统的使用，大大降低了煤矿开采对工人数量的要求，将人从繁重的体力劳动中解放出来。
        结语
        机电一体化技术的应用带动了煤矿设备的发展以及煤矿产业的发展，但是在实际的生产过程中仍然要注意许多问题，保证整个生产过程顺利进行以及人员和机械设备的安全。
        参考文献：
        [1]张曙光.煤矿机电设备安装要点与安装质量控制分析[J].大众标准化，2020（16）：17-19.
        [2]段晓鑫.“机电一体化”技术在晋神磁窑沟煤矿中的应用[J].煤炭工程，2019，51（Suppl2）：103-105.