摘 要：本文阐述了机电一体化在煤矿机械中的综合应用。煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视、煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。
关键词：煤炭机械 机电一体 综合改进 信息技术
煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。目前以微机或微处理器为核心的电子(微电脑)控制装置(系统)在煤矿机械中的应用已很普及,电子控制技术已深入到煤矿机械的许多领域,如提升机和采煤机,提升机的PLC系统,采煤机的变频控制系统和PLC系统操作等,煤矿机械的在线状态监控与故障自诊、故障报警等。随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微机)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂，维护也将更加专业化。特别是,随着我国进口及国产煤矿机械数量的逐年增加,如何用好、管好这些价格昂贵的煤矿机械,使其发挥最大的效率,是煤矿机电部门所面临的一个重要的问题。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就这些做一下介绍与浅述：
一、新时期煤矿开采中的采煤技术需要高效机械化。
1.开发高效集约型的煤矿开采技术
随着现代化采煤技术的不断发展与使用，采煤机逐渐取代了人工挖掘与炮采的传统形式，这对于采煤技术的全面发展有着巨大的作用，当然采煤的效率也得到了大幅度的提升。 所以说，研究出能适应更多生产环境、高效率、高安全性、高经济性的采煤装备和方法，并且建立配套的科学信息处理系统对其实施监控和监管，打造出科学的机械化矿井采煤综合技术，才是适应新时期需求的重要发展方向。
2.开发“硬顶板、浅埋深、硬煤层高产、高效”现代采煤技术体系
采煤技术向着更加科学、更高层次上发展。“硬顶板、浅埋深、硬煤层高产、高效”现代采煤技术体系主要是通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，是直接顶能随采随冒，不仅能提高顶煤的开采回收率，同时还能使顶能在一定间距内垮塌，这对于保障作业环境的安全有着重要的作用。所以说这套技术体系在提高生产效益的同时，也有助于保障作业工人的安全，在以人为本的新时期有着更强的适应能力。
3.优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术
在新时期我们研究煤矿开采的地质条件，对开采的巷道进行科学的设计，并对工艺技术进行综合性的科学分析，保证开采与布置相互适应，建立起煤炭资源直接开采而煤矸石不运出的采煤技术体系，对于实现中采与中掘、提高生产效率、节省工人工作时间上是非常有效的。在这个技术体系之中需要我们研究的重点就是，巷道的科学布置以及煤矸石的地下处理技术，将煤矸石作为回填材料直接运用到开采的过程中，从而实现集中化生产，提高开采综合效益并且减少开采碳排放，这与新时期的经济发展要求是相互吻合的。
4.注重优化开采方法以及开采方法的综合使用
由于在煤炭开采的过程中复杂的地质条件对于开采方法的选择有着重要的影响，这就需要我们在实际开采的过程中根据开采工程的实际条件来科学地制定针对性较强的开采方法，并且在最初的勘探中就要加强开采方法的优化选择以及实施计划的制定，同时还要注重各项开采方法的综合性运用，从安全、经济、效益的角度对开采方法进行全面的评估，从而保证开采技术体系的适应性、科学性。
二、煤矿综合高效的机械化开采。
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煤矿生产中,煤矿机械的性能、自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产，也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响到施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单，生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视、故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心，电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将给煤矿机械带来新的技术变革,使其各种性能有一个质的飞跃。
三、煤矿机电一体化技术全程综合改进。
煤矿机电一体化推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大地促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。
目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能:
1.在线监控、自动报警及故障自诊
即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上的变频器就采用了PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。
2.节能降耗,提高生产效率
例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量为30%左右,同时生产效率也大大提高了。
3.自动化或半自动化程度的提高
煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛柯电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。
4.其他应用
一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率。这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高了作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制，可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。
电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动、冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高，抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;具有较好的耐冲击和抗振性能、较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。
参考文献
[1]王建兴 机电一体化技术在煤矿机械中的运用.北京，科学出版社，2017，3。
[2]高秀毓 机电控制工程.北京，人民大学出版社，2017，2。
论文作者:刘新亮
论文发表刊物:《教育学文摘》2017年7月总第234期
论文发表时间:2017/7/4
标签：煤矿论文; 机械论文; 技术论文; 微电脑论文; 作业论文; 性能论文; 控制系统论文; 《教育学文摘》2017年7月总第234期论文;