談機電一體化技術在煤礦的應用與發展趨勢研究

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摘要:近年來,我國各行各業競相發展,依靠機電一體化技術,大幅度地提高產品的效能、質量和可靠性,提高製造水平,增加產品的應變能力,提高勞動生產率,節約大量能源和材料消耗。煤炭系統也在利用機電一體化技術改造舊裝置和開發新產品方面做了大量的工作,取得一定的成效。它已使人們清楚地認識到,機電一體化技術和產品的發展,是實現高效、安全、機械化採煤和煤礦機電產品更新換代的重要途徑。針對機電一體化技術在煤礦中的應用進行闡述,並對其發展趨勢進行分析。

談機電一體化技術在煤礦的應用與發展趨勢研究

關鍵詞:機電一體化技術;煤礦;應用;發展趨勢

概述機電一體化技術就是機械、計算機、資訊處理和自動控制技術綜合運用的複合技術,是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、資訊科技等為一體的新興綜合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發展的規律,示了強大的生命力。由於煤炭生產是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處採掘、運送到地面,因此需採用大量的機電裝置才能實現這一目標,而機電一體化煤礦產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體,使物流、能流、資訊流融為~體。

機電一體化技術在煤礦中的主要應用.1機電一體化技術在提升機中的應用礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的裝置,全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機,從結構上將滾筒和驅動合為一體,機械結構大大簡化,充分體現了機械一電力電子一計算機一自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠,採用匯流排方式,大大簡化了電器安裝,此外,硬體配置簡單,互相相容。.. 九五期問,國產數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研製成功的具有自主智慧財產權的全數字化提升機,其核心部分.. ASCS是由雙.. CPU構成的計算機系統,其效能先進、操作簡便、準確可靠。此外,我國還應用.. sIMADYND和.. s7研製成功了第一臺交一交變頻器供電的交流提升機。目前,最大裝機容量已達到.. 5000kW,主、副井提升機可做到全自動化,不需要專門的絞車司機。

機電一體化技術在採煤機中的應用電牽引採煤機是機電~體化技術在採煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比,它具有一下特點:

良好的牽引特性:可以在採煤機前進時提供牽引力,使其克服阻力移動,也可以在採煤機下滑時進行發電制動,向電網反饋電能。

可用於大傾角煤層:牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器,因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6~2.0倍,所以電牽引採煤機可用在.. 4O。~50。傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置。

執行可靠,使用壽命長,電牽引和液壓牽引不同,前者除電動機的電刷和整流子有磨損外,其它元件均無磨損,因此工作可靠,故障少,壽命長,維修工作量小。

反應靈敏,動態特性好:電控系統能及時調整各種引數,防止採煤機超載執行。

結構簡單、效率高:電牽引採煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕,電能轉換為機械能只做一次轉換,效率可達.. 99%,而液壓採煤機的效率只有65%一70%左右。

煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作,研製成功我國第一臺採用交流變頻調速.. MG344一PWD型薄煤層強力爬底板電牽引採煤機以來,我國的電牽引採煤機有了較快的發展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引採煤機,而且得到了廣泛的應用。經過近20年的研製開發,我國的電牽引採煤機逐步走向成熟,為煤礦生產技術的進步起到了積極的推動作用。

機電一體化技術在帶式輸送機中的應用帶式輸送機由於長距離連續輸送、輸送量大、執行可靠、效率高和易於實現自動化等特點,已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸裝置。因此,成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要採用機、電、液一體化的.. CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷,如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設汁的軟驕動裝置...一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由於尚未解決動態分析和線上監控技術以及啟動延遲技術,我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多,~般為三點驅動,這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且,輸送機的監控裝置功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低,和已開發國家相比存在顯著的差距。

煤礦機電一體化裝置液壓支架則向電液控制方向發展,r將計算機技術與液壓控制有機結合,實現定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產生衝擊載荷。我國神華集團大柳塔礦採用從德國和美國引進的電液控制的'支架,移架速度為6~8秒/架,最快的移架速度達3秒/架。龜液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。

煤礦供電的特點是供電要可靠,質量要高,能滿足大功率裝置的要求。因此應該推廣節能型產品。高壓開關櫃採用維護量小,使用壽命長的真空開關。採用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數,減少供電系統無功電流,減少無功功率損耗。目前高、低開關櫃普遍採用.. 微機保護,具備網路功能,可以實現遠端遙控、遙測、遙信和遙調。

煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢我國自造的煤礦機電一體化裝置都具有智慧化、程式化、資訊化的特點,以及裝置體積小、操作、維護方便、保護齊全、效能可靠等優點。這些裝置在煤炭生產中的廣泛應用,不僅減輕了操作人員的勞動強度,而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力,創造了巨大的經濟效益和社會效益。但是,我國的煤礦機電一體化技術與已開發國家相比,還有一定的差距,因此還有很多的工作需要繼續研究,其未來的發展趨勢是:

開發有自主智慧財產權的以煤礦開採技術及配套裝備為主導的核心技術,研究具有自主智慧財產權的核心裝置:

增加產品的通訊功能,以適應綜合自動化的需要;開發以微處理器和微機為基礎的礦井裝置工況和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等;煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今後研究的重點之一。

結束語近年來,隨著微電子技術、計算機技術、軟體技術、感測器技術和自動化技術的飛快發展,資訊流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智慧化,在效能和功能方面均實現了質的飛躍。

因此,機電一體化技術是企業資訊化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦採、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔淨、結構優化的煤炭工業生產打下了紮實的基礎。