機電一體化在煤礦中的應用及發(fā)展趨勢論文
機電一體化在煤礦中的應用及發(fā)展趨勢論文，由于煤礦機電一體化在世界范圍內受到廣泛的關(guān)注和研究，它的各種優(yōu)勢已經(jīng)被世界大部分產(chǎn)煤國家和企業(yè)所發(fā)現和應用，本文由此進(jìn)行研究。
機電一體化在煤礦中的應用及發(fā)展趨勢論文【1】
摘 要：中國是個(gè)能源大國，煤礦資源儲量豐富，煤炭產(chǎn)量巨大。
機電一體化是一門(mén)集機械、電子、計算機和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機結合的技術(shù)。
具體到煤礦行業(yè)，煤礦機電一體化就是在煤礦企業(yè)中采用先進(jìn)的機電一體化技術(shù)來(lái)提升原有的機械操作水平，提高煤炭開(kāi)采效率及其安全性能。
目前，機電一體化技術(shù)已經(jīng)在煤礦行業(yè)得到應用。
關(guān)鍵詞：機電一體化，煤礦，采煤機，皮帶機，提升機
一、引言
中國是個(gè)能源大國，煤礦資源儲量豐富，煤炭產(chǎn)量巨大。
但是，由于我國人口眾多，人均資源占有量卻非常低，因此我國又是能源小國。
當前，努力研究機電一體化技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)中的推廣和應用，有利于通過(guò)提高采煤工藝中的各個(gè)方面的技術(shù)，提高綜合采煤設備的先進(jìn)程度，來(lái)不斷地增強我國采煤工業(yè)的整體實(shí)力，進(jìn)一步加快我國煤炭開(kāi)采的速度，同時(shí)也影響和決定著(zhù)我國采煤技術(shù)方向的發(fā)展方向。
煤炭開(kāi)采技術(shù)直接影響煤礦礦井的產(chǎn)能釋放，隨著(zhù)煤礦開(kāi)采地域的不斷擴大和延伸，以及采煤機械的更新?lián)Q代，傳統采煤工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足國家發(fā)展對能源的需求，現代綜合采煤工藝的發(fā)展進(jìn)步必須通過(guò)不斷創(chuàng )新才能跟上時(shí)代步伐，因此機電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的應用越來(lái)越重要。
二、機電一體化技術(shù)及其意義
機電一體化是一門(mén)集機械、電子、計算機和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機結合的技術(shù)。
具體而言，它是在單純機械技術(shù)的基礎之上，綜合利用計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)而構成的設備集成，新的設備比先前的生產(chǎn)模式更加具有先進(jìn)性和時(shí)代感。
機電一體化技術(shù)主要有五方面的優(yōu)勢：第一，機電一體化技術(shù)提高了設備的安全性和可靠性，進(jìn)一步優(yōu)化了設備的使用性能;第二，機電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)監視、報警、診斷等輔助功能，簡(jiǎn)化了操作步驟，降低了勞動(dòng)強度。
第三，機電一體化設備的工作質(zhì)量高、生產(chǎn)能力強、適用范圍寬;第四，機電一體化產(chǎn)品具有較高的控制靈敏度和檢測精度;第五，機電一體化設備便于調整和維護維修。
具體到煤礦行業(yè)，煤礦機電一體化就是在煤礦企業(yè)中采用先進(jìn)的機電一體化技術(shù)來(lái)提升原有的機械操作水平，提高煤炭開(kāi)采效率及其安全性能。
例如，機電一體化能夠使煤礦實(shí)現全面的計算機控制，事先極端煤礦的開(kāi)采進(jìn)度，預測礦井的可開(kāi)采度，實(shí)現遠程遙控挖掘作業(yè)，全程監控井下作業(yè)情況，及時(shí)發(fā)現安全隱患，降低礦井事故發(fā)生率。
機電一體化技術(shù)的出現和發(fā)展，對煤礦發(fā)展具有重要的意義。
第一，機電一體化能夠提高煤礦設備的自動(dòng)化程度，提高勞動(dòng)效率，改善生產(chǎn)方式，降低工人勞動(dòng)強度。
第二，機電一體化提高了煤礦系統的勞動(dòng)安全保障能力，降低發(fā)生事故和危險的幾率，保證了礦工的生命安全。
第三，機電一體化增加了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益和煤礦工人的勞動(dòng)收入，同時(shí)，煤礦企業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了其它行業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)地方區域經(jīng)濟的快速發(fā)展。
三、機電一體化技術(shù)在煤礦中的應用
目前，機電一體化技術(shù)已經(jīng)在煤礦行業(yè)得到應用，筆者對煤礦機電一體化進(jìn)行了綜合分析，認為主要體現在以下三個(gè)方面：
第一，機電一體化技術(shù)在采煤機的應用。
機電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)最典型的應用在于電牽引采煤機設備的開(kāi)發(fā)和推廣，這種機電一體化采煤機相比大多數電牽引采煤機具有多種特點(diǎn)和優(yōu)勢：第一，電牽引采煤機最主要的特征就是它具有良好的牽引特性，電牽引采煤機在前進(jìn)過(guò)程中可以不斷地提供牽引力。
第二，電牽引采煤機能夠保證在采煤系統下滑作業(yè)時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，其軸端裝有停機時(shí)防止機器下滑的制動(dòng)器，因此非常適用于大傾角煤層的開(kāi)采，尤其適用于50°±10°傾角范圍的煤層，并且不需要其它防滑裝置。
第三，電牽引采煤機易損原件少，除了電動(dòng)機的電刷和整流子容易磨損意外，再無(wú)其它易損元件，因此具有維修量小、運行可靠、壽命長(cháng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
第二，機電一體化技術(shù)在提升機的應用。
礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動(dòng)化水平最高的設備，典型產(chǎn)品為全數字化交直流提升機，其中以?xún)妊b式提升機最具代表性，該設備在結構上采用合二為一的驅動(dòng)和滾筒裝置，大大簡(jiǎn)化了機械結構，充分體現了機械、電子、計算機以及自動(dòng)化技術(shù)的有機結合。
當前，我國已經(jīng)成功研制出具有自主知識產(chǎn)權的全數字化提升機，其核心部分ASCS是由2個(gè)CPU構成的計算機系統，具有性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準確可靠等優(yōu)點(diǎn)。
第三，機電一體化技術(shù)在皮帶機的應用。
我國煤礦井下輸送系統的主要運輸設備是皮帶機，它能夠滿(mǎn)足長(cháng)距離連續輸送，并且皮帶機具有輸送量大、運行可靠、效率高和易于實(shí)現自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。
目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置，我國煤礦皮帶機一般采用3點(diǎn)驅動(dòng)技術(shù)，并且需要相應地限制輸送機的單機長(cháng)度和運量，該項技術(shù)與世界發(fā)達國家相比存在著(zhù)一定的差距。
另外，煤礦機電一體化技術(shù)在其他煤礦設備上也有比較廣泛的應用，例如：利用計算機技術(shù)與液壓控制的有機結合，實(shí)現定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。
機電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，并且已經(jīng)成為世界礦山綜合自動(dòng)化系統開(kāi)發(fā)的基礎。
在我國，煤礦機電一體化技術(shù)在煤礦的開(kāi)采、挖掘、裝車(chē)、運輸等方面的應用，以及推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，促進(jìn)了高效、安全、潔凈、結構優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。
四、煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
國內機電一體化的興起主要是在建國初期，直到上個(gè)世紀七八十年代起才普遍進(jìn)入計算機時(shí)代，從而促進(jìn)了機電一體化的進(jìn)程，也取得了明顯的突破。
進(jìn)入本世紀以來(lái)，智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)，全方位提高了機電一體化水平，促使計算機技術(shù)得到更加全面的應用。
煤礦機電一體化是隨著(zhù)機電一體化的發(fā)展而發(fā)展的，它與機電一體化的發(fā)展是統一的，同步進(jìn)行的。
煤礦機電一體化未來(lái)發(fā)展趨勢如下：第一，煤礦機電設備更加智能化，智能化系統是21世紀才開(kāi)始流行起來(lái)的新興技術(shù)，因此其使用范圍和完善水平都存在著(zhù)明顯缺陷，因此煤礦機電設備的智能化成為一個(gè)重要的研究方向;第二，煤礦機電設備更加微型化，微型化在煤礦機電一體化中的應用并不成熟，它伴隨著(zhù)微電子技術(shù)的興起而發(fā)展。
雖然經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展歷程，微型化技術(shù)仍然存在著(zhù)不足之處，需要繼續改善;第三，煤礦機電設備更加系統化，煤礦企業(yè)機電一體化所包容的范圍越來(lái)越廣，所使用的技術(shù)范圍也逐漸擴增，隨著(zhù)這些種類(lèi)的繁多，就產(chǎn)生了一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：如何能夠使這些差異很大的技術(shù)有機的組合起來(lái)，以發(fā)揮更大作用。
迄今為止，尚未有一個(gè)國家或企業(yè)能夠很好地充分利用這些技術(shù)的優(yōu)勢，無(wú)法避免其缺陷，因此該項內容也成為今后發(fā)展的一個(gè)重要方向。
我國的機電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢在于開(kāi)發(fā)有自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權的核心裝備，增加產(chǎn)品通信功能，實(shí)現產(chǎn)品的綜合自動(dòng)化，以及研發(fā)工業(yè)機器人。
參考文獻
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機電一體化技術(shù)在煤礦的應用與發(fā)展趨勢論文【2】
摘要：近年來(lái)，我國各行各業(yè)競相發(fā)展，依靠機電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，提高制造水平，增加產(chǎn)品的應變能力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)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(shù)改造舊設備和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)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(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實(shí)現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。
針對機電一體化技術(shù)在煤礦中的應用進(jìn)行闡述，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù);煤礦;應用;發(fā)展趨勢
概述機電一體化技術(shù)就是機械、計算機、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運用的復合技術(shù)，是微電子技術(shù)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(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。
機電一體化技術(shù)順應了當今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規律，示了強大的生命力。
由于煤炭生產(chǎn)是將數百、數千萬(wàn)噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實(shí)現這一目標，而機電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現高產(chǎn)高效的最好選擇。
機電一體化將機械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為～體。
機電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應用.1機電一體化技術(shù)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(dòng)化水平最高的設備，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(dòng)合為一體，機械結構大大簡(jiǎn)化，充分體現了機械一電力電子一計算機一自動(dòng)控制的綜合體。
而全數字化提升機高度可靠，采用總線(xiàn)方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。
九五期問(wèn)，國產(chǎn)數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。
我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)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，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準確可靠。
此外，我國還應用.. sIMADYND和.. s7研制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(dòng)化，不需要專(zhuān)門(mén)的絞車(chē)司機。
機電一體化技術(shù)在采煤機中的應用電牽引采煤機是機電～體化技術(shù)在采煤機的一個(gè)典型應用。
與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn)：
良好的牽引特性：可以在采煤機前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。
可用于大傾角煤層：牽引電動(dòng)機軸端裝有停機時(shí)防止機器下滑的制動(dòng)器，因為它的設計制動(dòng)力矩為電動(dòng)機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在.. 4O�！�50。
傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。
運行可靠，使用壽命長(cháng)，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無(wú)磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(cháng)，維修工作量小。
反應靈敏，動(dòng)態(tài)特性好：電控系統能及時(shí)調整各種參數，防止采煤機超載運行。
結構簡(jiǎn)單、效率高：電牽引采煤機機械傳動(dòng)結構簡(jiǎn)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%，而液壓采煤機的效率只有65%一70%左右。
煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調速.. MG344一PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來(lái)，我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。
國內上海天地公司、太原礦山機械廠(chǎng)、西安煤機廠(chǎng)、雞西煤機廠(chǎng)等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機，而且得到了廣泛的應用。
經(jīng)過(guò)近2O年的研制開(kāi)發(fā)，我國的電牽引采煤機逐步走向成熟，為煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。
機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應用帶式輸送機由于長(cháng)距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實(shí)現自動(dòng)化等特點(diǎn)，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。
因此，成為近幾年來(lái)機電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。
目前主要采用機、電、液一體化的.. CST可控軟啟動(dòng)裝置。
它是一種專(zhuān)門(mén)為平滑起動(dòng)運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(cháng)距離皮帶運輸機而設汁的軟驕動(dòng)裝置...一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動(dòng)。
由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線(xiàn)監控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國帶式輸送機的中間驅動(dòng)點(diǎn)不能不知過(guò)多，～般為三點(diǎn)驅動(dòng)，這樣就限制了輸送機的單機長(cháng)度和運量。
而且，輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達國家相比存在顯著(zhù)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(fā)展，r將計算機技術(shù)與液壓控制有機結合，實(shí)現定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。
我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進(jìn)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(tài)。
煤礦供電的特點(diǎn)是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿(mǎn)足大功率設備的要求。
因此應該推廣節能型產(chǎn)品。
高壓開(kāi)關(guān)柜采用維護量小，使用壽命長(cháng)的真空開(kāi)關(guān)。
采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(wú)功電流，減少無(wú)功功率損耗。
目前高、低開(kāi)關(guān)柜普遍采用.. 微機保護，具備網(wǎng)絡(luò )功能，可以實(shí)現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。
煤礦機電一體化技術(shù)應用的發(fā)展趨勢我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。
這些設備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng )造了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
但是，我國的煤礦機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比，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(lái)的發(fā)展趨勢是：
開(kāi)發(fā)有自主知識產(chǎn)權的以煤礦開(kāi)采技術(shù)及配套裝備為主導的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權的核心裝置：
增加產(chǎn)品的通信功能，以適應綜合自動(dòng)化的需要;開(kāi)發(fā)以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專(zhuān)家系統的應用等;煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。
結束語(yǔ)近年來(lái)，隨著(zhù)微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機電一體化的主要特色。
其產(chǎn)品實(shí)現自動(dòng)化、數字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現了質(zhì)的飛躍。
因此，機電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動(dòng)化的基礎。
機電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為實(shí)現高效、安全、潔凈、結構優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎。
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