機電一體化在落陵煤礦生產中的應用

摘 要：隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，對控制水平和規模的要求越來越高，加速了機電一體化技術的發展和進步。進入21世紀，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用均有重大突破，尤其在煤礦安全生產監控、大型設備綜合后備保護及礦井生產過程自動控制方面取得可喜成績。采用機電一體化產品的煤礦，能夠獲得可觀的技術、經濟和社會效益。
　　關鍵詞：煤礦機電一體化產品；煤炭生產；應用 
　　
　一 機電一體化
　　 機電一體化是集機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、接口技術、軟件編程技術等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進了相關技術的發展和進步。我國在20世紀80年代成立機電一體化領導小組，并將該技術列為“863”計劃。機電一體化正朝著智能化、網絡化、微型化、柔軟性化、系統化發展，它的發展對煤炭系統產生了很大的沖擊，采用機電一體化產品將大大改善煤礦生產的勞動強度、工作環境及安全系數，同時在降低能耗、保證安全生產方面也實現了特定的價值。它可不必更換設備，而對產品結構和生產過程進行必要的調整、改革，對傳統的機械工業注入新鮮的血液，實現文明生產。

1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

　　2.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

　　3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

　　4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

　　5.傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

　　6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

　三 煤礦機電一體化產品
　　 煤礦機電一體化產品已在許多煤礦得到廣泛應用。國產的以計算機為核心的電牽引采煤機、全數字直流提升機已占領國內市場，我國已能生產用計算機監控的掘進機、膠帶運輸機、礦井供電設備等。另外煤礦安全生產監控系統、膠帶機集中控制系統、礦井生產過程自動控制和信息化管理、圖像監視井下關鍵設備和主要工作地點、調度室的裝備實現數字化、計算機網絡管理系統在生產調度、財務、人力資源、設備、銷售及辦公自動化都得到了普遍應用。煤礦機電一體化產品實現了設備的自動化、智能化、信息化等等，為煤礦生產實現高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。
　　
　四 煤礦機電一體化產品在落陵煤礦的應用
　　 落陵煤礦是一個高投入、高耗能的老礦，戰線長，井區分部面大，人員多、效率低、服務年限所剩無幾。現存在大量不宜開采的呆滯、遺留煤柱和無法開采的薄煤層。針對目前的狀況，要想生存和發展，就要根據現狀淘汰、改造落后的高耗能的設備及設施。
　　近兩年，落陵煤礦投入大量資金，更新改造了老舊雜及高耗能設備，采用機電一體化產品，不僅提高了安全生產系數，還降低了能耗成本，提高了效率和經濟效益。
　　（1）MGD150NW采煤機：根據落陵煤礦目前的采掘條件，針對部分采區儲量，提高生產效率勢在必行。為提高安全質量、提高掘進速度，2007年4月選擇了遼源煤礦機械廠生產的EBJ-120型懸臂式掘進機2臺，MGD150NW采煤機5臺，采煤效率提高300%，大大提高了產量，降低了成本。
　　（2）綜采液壓支架：2007年落陵煤礦為實現采煤機械化、提高工效、增加產量、提高人身及設備安全系數，減輕重體力勞動，首次在殘采工作面使用了鄭州四維機電設備制造有限公司生產的綜采液壓支架。其中ZFG4800/18/30綜采放頂煤過渡支架5架、ZF4000/16/28基本支架126架，提高了殘采工作面的回采率，體現了機電一體化產品獨特的優越性。

（3）鋼絲繩損傷定量檢測系統：煤礦鋼絲繩使用中一直存在著不安全、不經濟、低效率、不可靠、危害大的難題。鋼絲繩的檢測一直靠人工目視、手摸，耗時、耗工、效率低下。2006年7月選用了洛陽逖悉開鋼絲繩檢測技術有限公司生產的TCK鋼絲繩損傷定量檢測系統，這個系統具有檢測精度高、分辨率強、性能穩定、集成化、適用性強、使用方便的特點，能夠定量檢測鋼絲繩斷絲、磨損、銹蝕、疲勞等損傷，節約了檢測時間、檢繩人員、1/3鋼絲繩用量并有效預防了斷繩事故的發生。
　　（4）自耦減壓起動控制柜：落陵煤礦是七十年代的老礦井，設備陳舊，隨著產量的萎縮，大型設備的高耗能問題越顯突出。主扇風機是煤礦的四大件之一，該設備的性能、特性的優劣直接影響礦井的安全生產和正常運行。自2004年開始對全煤礦主扇風機進行更新改造，經選型設計，選取了燕京2臺和湘潭平安電氣集團有限公司生產的BD-Ⅱ系列彎掠組合正交型隔爆對旋軸流式主通風機3臺，配備了JJ2B系列自耦減壓起動控制柜，提高了效率、節約了能源、降低噪音、改善了環境污染，保證了礦井安全生產的順利進行。
　　（5）提升機交流電控系統：落陵煤礦是一個萎縮性礦井，自2000年起停用了部分設施。2006年發現新的儲量，經測算新建系統投入資金太大，決定起用煤礦停用的設施，延長戰線。其中主井提升系統就是起用的設備之一，主井提升采用雙箕斗，設備早已陳舊，加上停運幾年更是難以應付新的生產需要。全部更換將投入大量資金，決定在原有基礎上進行改造，制作新箕斗，更換提升機的老電控系統。我們選用了洛陽源創電氣有限公司生產的ZJK-3/20交流提升電控系統，采用集成電子模塊配合小型可編程控制器，接線簡單、參數調整方便、維護量小，安裝使用后一直運行良好。
　　（6）其它：我們還采用了PLC煤礦提升機綜合后備保護裝置、PZBJ-Ⅱ型皮帶機綜保監控儀、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置、BKGWD系列溫度傳器、QBZ-1200/1140（660）礦用隔爆型智能化組合開關、GDTF-1型軌道監測系統、電子秤計量監測系統等煤礦機電一體化產品，礦井生產系統逐漸向智能、信息、控制、綜合模式發展。

結束語：

當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與在煤礦生產中的應用也將更加廣闊。

參考文獻
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