机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用

【摘 要】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。数控技术是实现机械制造自动化的关键，以数控技术为核心的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。

【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术

中图分类号：TH-39文献标识码： A

一、煤矿机电一体化技术的发展

在上世纪80年代后期，综合机械化采煤技术开始得到了突飞猛进的发展。我国的煤矿机电一体化也在以加速度发展和壮大，采煤机完成r从液压牵引到电牵引的过度。到了20世纪90年代中期，业内人士又转向对支架电液微机技术应用、故障诊断、采运支机械微机监控的研制和开发上，并因此发明了大功率电牵引采煤机。自从进入2l世纪，对煤矿机电一体化技术的研究和应用又有了新的、突破性的进展。同时在大型同定设备的后备保护、煤矿安全生产监控方面，成绩骄人。

二、煤矿机电一体化技术概况

当前矿山开采中，机电一体化技术占据着相当重要的位置。它是液压控制技术、电子技术、机械技术的有机结合，能够极大的提高煤矿机械的操作舒适性、可靠性、经济性、安全性以及维护方便性、安装拆除速度、使用寿命、作业效率、作业精度等性能。从当前来看，以微处理器和微机为核心的控制装置和电子技术，已经广泛的应用到煤矿机械中。尤其是电子控制技术，应用更为普遍，如煤矿机械的故障报警。故障自诊、在线监控，提升机的PLC系统，PLC操作系统、采煤机的变频控制系统等等诸多领域，，伴随着对煤矿机械性能要求的进一步提高和科学技术的进一步发展，在煤矿机械中，电子控制装置的应用会更加普遍，维护会更专业．结构也会更复杂。

三、机电数控化在煤矿生产中的应用

3.1 电牵引采煤机

电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。和液压牵引对比,它具有以下特性： （1）.其具备较好的牵引特性,能在采煤机向前工作时提供牵引力,让它克服阻力进行移动,也能够在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能； （2）.能用于大倾角煤层。此外牵引电动机轴端还安有制动器,从而不必借助别的防滑设备； (3).运行可靠,使用寿命长。电牵引不同于液压牵引，其除电动机的电刷和整流子有磨损外,别的元件都没有磨损,故其工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小； (4).反应灵敏,动态性好,电控系统能实时调整各种系数,结构简单、效率高。 (5).电牵引采煤机机械传动结构简单、规格小、份量轻,传动效率能达99%,比液压采煤机的传动效率高出将近30个百分点。

3.2矿井安全生产监测监控系统

矿井安全生产监测监控系统最能体现煤矿机电一体化技术之一的是矿井安全生产监控系统。我国监测监控技术应用较晚,上世纪80年代初,原国家煤炭部组织了大规模地对国外煤矿监控技术的考察和引进工作,不仅推动了国内监控技术的发展。而且还从法国、波兰、德国、英国和美国等先后引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、M INOS和Senturion2200)，经过消化、吸收同时又结合我国的实际情况,研发出KJ2,KJ4等安全生产监控系统并通过了鉴定。 上世纪90年代以来, 我国紧跟世界监测监控系统的发展趋势,自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院的KJ90系统、煤炭科学研究总院自动化研究所的KJ95系统等。 它们的主要特点有:测控分站的智能化水平进一步提高；可与网络连接；系统软件采用了Windows操作系统。而且,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全章程等有关条款的指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。此后,更多的监测监控系统生产厂家如雨后春笋般不断涌现,这不但为各煤矿提供了更多的选择,也促进了各厂家产品质量和服务意识的提高。通过长时间的实践,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

三、液压支架电液控制系统我国研制液压支架电液控制系统的起步较晚。虽有诸多型号的电液控制系统液压支架研发成功,但我国自主生产的电液控制系统的液压支架却还未在煤矿中广泛的推广使用, 在高产高效工作方面依然是从国外引进电液控制系统液压支架。以我国目前研制的支架电液控制系统来看,仍处于成组程序和单架控制的起步阶段。 液压支架研制的趋势是向电液控制的方向发展,将计算机技术与液压控制相结合,达到定压双向邻架或自动移架,避免对顶板和支架产生冲击。而且,电液控制设备还可查测支架的工作状态。美国、德国液压支架电液控制系统的研发走在世界前列,它们的液压支架技术配备有故障预警功能,能实现液压支架与采煤机、刮板机的远程控制。

3.3矿井运输提升设备带式输送机

矿井运输提升设备带式输送机不仅能满足长距离的连续输送、而且其具有输送量大、运行可靠、效率高和自动化等特点,已成为我国煤矿井主要的运输装置。所以,成为当今机电一体化技术的研究重点。

（一）带式输送机 我国已自行生产制造了多个品种类型的带式输送机。“八五”时期,由于“日产万吨综采设备”项目的实施,带式输送机的技术水准得到了极大地提升,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的主要技术研究和新产品的研发也获得了较大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效顺槽可伸缩带式输送机等；均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及主要部件进行了理论探讨和产品开发,成功的研制出多种软起动和制动装置还。有以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。

矿井提升机矿井提升机实现全数字化的提升,特别是内装式提升机,从结构上将驱动和滚筒合为一个整体,简化了机械结构,是典型的机电一体化设备。全数字提升机不仅能够进行可重复性故障寻址、诊断和自诊断,而且还可以进行简单而迅速地通信。采用选择总线的方式,大大简化了电气的安装。其硬件配置简单,相互兼容,零备件少,能够轻松地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。

4结束语

在矿山机电中，大量投入机电一体化设备，将会创造巨大的效益和经济价值，同时大量使用各种新型的机电一体化产品，必然会不断的完善和提高其性能和技术，提升我国煤矿生产的综合国力。为煤矿生产打下夯实的基础。

参考文献：

[1]芦景英. 关于机电一体化技术在煤矿机械中的应用探究[J]. 科技创新导报,2012,30:97-98.

[2]苑慧琴. 探析机电一体化在煤矿机械中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,18:18.

[3]马广伟. 机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J]. 企业技术开发,2013,05:85-86.

[4]别玉华. 机电一体化在煤矿机械中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,19:12.