煤礦機電一體化技術的重要性論文

　　由于煤炭資源開采的特殊性，需要與煤炭資源開采條件配套的機電設備才能實現(xiàn)機電一體化技術成功應用。且目前研發(fā)出的機電一體化掘進、采煤機械產(chǎn)品多適用于大、中型煤礦，而對于小型煤礦的特點，仍存在一定的難點，需配套的移動靈活、體積尺寸小、科遠程操控的采掘機械設備，因此，需針對煤礦機電一體化技術目前的發(fā)展趨勢及在小型煤礦的應用進一步的研究。

　　1煤礦機電一體化技術的重要性

　　隨著煤礦機電設備信息技術的不斷發(fā)展，煤礦機電一體化技術趨向于數(shù)字化、自動化和智能化發(fā)展。煤礦機電一體化技術的發(fā)展，對現(xiàn)代化煤礦企業(yè)有著十分重要的意義。

　　1.1提高生產(chǎn)效率

　　煤礦機電一體化技術包括電子技術、機械技術和液壓技術，有效的將其結合在一起。煤礦機電設備自動化的提升，不但減小了煤礦工人的勞動強度，而且還提高了煤炭的生產(chǎn)效率。機電一體化技術以微型計算機將各機電設備結合在一起，有效提高了煤礦各設備的工作效率以及設備的可操作性、經(jīng)濟性、安全性和可靠性。當煤礦某一機電設備出現(xiàn)故障時，可以第一時間由計算機自動報警，縮短檢修時間，提高設備維修效率，提高設備生產(chǎn)效率。

　　1.2提高生產(chǎn)安全性

　　我國煤礦開采系統(tǒng)大多較為復雜，需要掘進多個采準巷道，且作業(yè)空間較為狹小，光線較差，粉塵較多，對煤礦工作人員的健康有所損害。煤礦機電一體化技術的應用可以有效的提高機電設備的工作效率，大大減輕工人的作業(yè)強度，增強了生產(chǎn)安全性。

　　1.3提高經(jīng)濟性

　　煤礦機電一體化技術的應用，提高了煤礦生產(chǎn)效率與安全性，有效的改善了工作人員工作環(huán)境，進一步提高了煤礦的經(jīng)濟效益。并有效的檢測煤礦各機電設備的工作狀況，可以及時進行有效的處理。

　　2基于機電一體化技術的采煤機遙控系統(tǒng)設計

　　相比較大型煤礦而言，小型煤礦目前存在的設備發(fā)展落后問題更為突出，本文針對我國小型煤礦開采設備自動化與機械化程度較低的情況，設計了一種基于機電一體化技術的采煤機遙控系統(tǒng)，使其適用于小型礦井，具有移動靈活、體積小、可遠程操控等特點。

　　2.1采煤機系統(tǒng)總體框架設計

　　由于機械自動化控制技術、計算機網(wǎng)絡通訊技術的不斷發(fā)展，煤礦機電設備也趨向于自動化、數(shù)字化。針對小型煤礦特點，基于機電一體化技術建立了小型煤礦采煤機遙控系統(tǒng)總體框架，如圖1所示，系統(tǒng)框架由無線遙控采煤裝置、井下無線傳輸網(wǎng)絡以及地面監(jiān)控操作中心三部分構成。

　　2.2采煤機機械系統(tǒng)設計

　　采煤機設計要充分考慮可以靈活移動、體積小巧緊湊的特點，較大程度上適合小型煤礦工作面狹小、地形環(huán)境復雜等特點。根據(jù)采煤機產(chǎn)品的設計要求，采煤機設計方案如圖2所示，主要包括采扒部分、行走移架部分、煤炭輸送部分以及其他配套設施部分。采扒部分將煤炭從工作面煤壁上割離下來，然后扒送至收集裝置，再由煤炭輸送裝置部分將煤炭輸送至輸送帶運出工作面。底盤行走部分充分吸取了挖掘機的設計結構經(jīng)驗，包括履帶、驅動輪、導向輪等。除此之外，采煤機的控制系統(tǒng)安裝在采煤機駕駛室內(nèi)，包括多種通信裝置和傳感器，以便于實現(xiàn)采煤機遙控系統(tǒng)的操作。

　　2.3采煤機液壓系統(tǒng)設計

　　遙控采煤機液壓系統(tǒng)部分包括有液壓泵、電液比例控制閥、郵箱、液壓行走馬達及油管等。煤安防爆電機提供總動力源，然后通過液壓柱塞泵將機械能轉化為液壓能，從而為各部分提供動力。采煤機遙控系統(tǒng)中主要通過電液比例控制閥實現(xiàn)對機器的遠程操作，電液比例控制閥通過對各個油路的開閉以及閥路的開度進行控制，進而轉化為電信號，以滿足采煤機在工作過程中各種機械動作的完成。

　　2.4采煤機控制系統(tǒng)設計

　　控制系統(tǒng)作為整個采煤機遙控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，包括執(zhí)行控制中心發(fā)送的指令、接收各部分傳感器傳回的數(shù)據(jù)、實時處理圖像信息等。因此，一套可靠安全的采煤機控制系統(tǒng)顯的尤為重要。采煤機遙控控制系統(tǒng)中選擇采用型號為TMS320DM6446的DSP+ARM雙核芯片微型處理器控制系統(tǒng)的主要控制器，驚醒采煤機工作狀態(tài)時傳感器信息的采集與處理，以及進一步的運算。同時，采煤機上需要配備多種功能的傳感器，進行瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測、圖像采集、溫度檢測等。除此之外，采煤機采用EPEC控制單元對液壓控制系統(tǒng)進行控制。

　　2.5采煤機通訊系統(tǒng)設計

　　通訊系統(tǒng)是聯(lián)系井下采煤機和井上監(jiān)控中心的重要信息交換渠道。充分考慮井下的地形環(huán)境復雜性，本設計采煤機通信系統(tǒng)采用基于ZigBee技術的無線通訊單元，該技術具有通訊可靠、結構簡單、成本低等特點，能夠較好的滿足井下通訊要求。采煤機遙控系統(tǒng)隨著機電一體化技術的不斷發(fā)展應運而生，機電一體化技術不僅應用于煤礦采煤系統(tǒng)中，也可應用于煤礦各部分生產(chǎn)系統(tǒng)，大力發(fā)展機電一體化技術，是煤礦實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)的重要途徑。

　　3煤礦機電一體化技術的發(fā)展趨勢

　　現(xiàn)階段，我國的煤礦機電一體化技術雖然一直在發(fā)展進步，但比較于發(fā)達國家，仍有一些差距。為此，需針對煤礦機電一體化的配套設備進一步研究，加強機電一體化中各設備之間的信息聯(lián)系，確實的保證煤礦安全開采。

　　3.1標準化管理

　　首先需制定一套高質量、高效率的標準化管理制度，指定技術人員針對煤礦機電設備定時檢查、保養(yǎng)和維修，有效杜絕故障的發(fā)生。技術人員必須學習并了解機電設備的安裝方法及操作說明。一旦機電一體化技術中出現(xiàn)異常故障，掌握系統(tǒng)中機電設備的具體工作原理，可以在第一時間內(nèi)找出故障點，及時采取有效的措施進行檢修。

　　3.2智能控制

　　由于煤礦井下開采環(huán)境較為惡劣，采掘活動不安全性較高，許多不確定的地質因素可能會導致傳統(tǒng)的作業(yè)方式較為危險。因此，需大力研究并發(fā)展智能控制，結合機電一體化技術保證煤礦綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的安全開采。

　　3.3電力電子學及電氣傳動自動化的發(fā)展

　　隨著近幾年研究學者對煤礦機電一體化技術的不斷研究，在煤礦機電直流調速和交流調速系統(tǒng)取得了豐碩的成果，使得電氣傳動自動化技術達到了先進水平，提高了煤礦機電設備自動化水平。

　　4煤礦機電一體化產(chǎn)品在西山煤電西銘礦的應用

　　近年來西銘礦投入大量資金，采用機電一體化技術及產(chǎn)品對礦井設施進行了更新，不僅提高了安全系數(shù)，且降低了能耗，增加了經(jīng)濟效益。（1）綜采液壓支架：2016年6月針對西銘礦3211殘采工作面，引入了ZF400/16/28基本液壓支架116臺，ZFG4800/18/30綜采放頂煤支架7臺，大大提高了殘煤工作面回采率。（2）自耦減壓控制柜：針對礦井設備陳舊問題，2017年1月引入JJ2B自耦減壓控制柜以及BD正交性對旋軸流式通風機3臺，大大提高了井下通風效率及保證了通風安全，體現(xiàn)了機電一體化技術產(chǎn)品的先進性。（3）其他：礦井還針對各系統(tǒng)更新了部分裝置。如QBZ-1200/1140智能防爆組合開關、BJGWD溫度傳感器、ZDC30/30斜巷擋車裝置等。

　　5結語

　　煤礦機電設備一體化技術由先進的機電設備與計算機控制系統(tǒng)結合而成，機電一體化技術成功應用于煤礦綜合生產(chǎn)系統(tǒng)，本文設計的采煤機遙控系統(tǒng)不但提高了煤炭資源生產(chǎn)效率，而且降低了工作人員的勞動強度，大大提升了煤炭生產(chǎn)安全性，提高了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，應大力推廣煤礦機電一體化技術在煤礦的應用，積極推動企業(yè)的健康發(fā)展。

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