谈采掘机电一体化在煤矿发展中的作用

时间：2023-03-22 00:14:02 机电毕业论文我要投稿

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谈采掘机电一体化在煤矿发展中的作用

摘要：近几年，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用有了重大突破，尤其在煤矿安全生产监控、大型设备综合后备保护及矿井生产过程自动化控制方面取得了可喜的成绩。机电一体化设备的不断运用使太原东山煤矿有限责任公司获得了良好的发展机遇，为公司的做大、做强奠定了坚实的基础，也给东煤公司带来了可观的经济和社会效益。
　　关键词：煤矿机电一体化产品；煤炭生产；应用；发展机电一体化概念机电一体化是集机械技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术及电子化设计软件编程技术结合的总称。它是从系统的观点出发，综合运用机械、电气、计算机、信息、自动控制等各种技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理进行配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性的基础上实现特定功能价值，并使整个系统最优化，运行后实现自动检测、自动处理信息、自动调节与控制、自动诊断与保护，实现无人值守，这不仅是人的肢体的延伸，更是人的感管与智慧的体现和发挥。机电一体化产品的使用大大改善了煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。
　　机电一体化在东煤公司的发展状况机电一体化的发展在东煤公司经历了3个阶段。最初是简单的机械设备、人工为主的第一阶段逐步过渡到机电结合的半自动化阶段，再到今天逐步推广的机电一体化阶段。
　　一个简单的事例验证了这一发展过程，2O世纪90年代刚参加工作时，作业规程的编制全是依靠人工书写，一遍遍的写，一遍遍的画，写出来的规程经审批后，规程的复写是当时最让人头痛的事。几十页、上百页的规程用复写纸重复抄写，费时费力，后来逐步过渡到人工刻蜡纸进行手工复印，由于油墨掌握不好，个人书写不规范。常常费半天劲却得不到预期效果，想要印的清楚甚是难之又难。在年左右，过度到机械打印机后，蜡纸可以用打印机打印了。可以说办公自动化上了一个台阶，解决了文字功底差等一些不足，但也存在很多不足。打好的蜡纸不方便修改，无法存电子档，直至过渡到今天的办公自动化。东煤公司现在规程的编写全部实现了电脑自动化，我们创建了数据库，在里面存储了各种各样的数据资源以供分享，选择好自己所需要的参数后，输入电脑就会有切合要求的图像形成，既提高了效率，也减轻了劳动强度。规程编写好后通过电脑连接到打印机就会很快打印出来。既方便又快捷，办公自动一体化的实现，极大地方便了工作，提高了工作效率。这一局面的变迁代表着东煤公司机电体化的演变过程，也是全国机电体化演变过程的个缩影。
　　机电一体化在煤矿发展的趋势煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。在未来必然有更多的机电一体化产品投入到煤矿当中，为了更好地适应煤矿的发展，煤矿机电一体化的发展也应适应煤矿的生产、质量标准化的要求，符合安全的等级，更加人性化的设计：①功能进一步增加、精度进一步提高以减少更多的设备投入和降低失误率，以适应创建质量标准化矿井的要求；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机专家系统的应用等；④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。
　　机电一体化技术在东煤公司的主要应用东煤公司是一个历史悠久的老矿，井下战线长、采区分部面积广，人员多、效率低、耗能高，已无法适应当前的煤炭开采形式，要想生存和发展，必须根据现状淘汰、改造落后的高耗能设备，减人提效、实现转型，向现代化的矿井靠拢是东煤公司的必由之路。
　　近两年，东煤公司投入大量资金，更新淘汰了一大批老设备及高耗能设备，采用新型机电一体化产品，不仅提高了安全生产系数，还降低了能耗成本，提高了效率和经济效益。
　　机电一体化技术在提升机中的应用东煤公司在.. 515轨道下山的提升一直延用着以前性能相对落后的提升机，设备早已陈旧。随着近几年东煤公司不断地发展，下山采掘任务的加大，使得运输任务加大，问题接踵而至，大大影响了安全生产和效率。直接制约了公司的发展，在经过大量的可行性研究和调研后，于2009年公司决定对515下提升进行更换，更换性能稳定的JKYB一2X1．8型液压防爆提升机。
　　液压防爆提升机是将液压传动技术应用于提升机而研制的新型提升机，与其他类型的提升机相比，液压防爆提升机具有以下特点：①采用液压传动。与传统的电气防爆提升机相比，防爆问题容易解决，尤其在煤矿井下等有瓦斯或易燃气体的环境中，防爆十分可靠。②调速平稳。可无级调速，且能在最高速度范围内的任一速度下稳定运行。③结构紧凑。占地面积小，用于矿山井下，可节省大量开拓费用。④操作简单。通常司机只用一个手柄就能控制提升机的加速、减速、制动及停车。⑤液压防爆提升机的调速及控制大部分采用液压方式，电控简单，容易实现防爆。⑥制动安全可靠。液压防爆提升机的减速通过液压系统实现，用于制动的盘形闸在正常运行时只起终点定位作用，制动力矩符合《煤矿安全规程》要求。
　　机电一体化技术在斜井乘人装置中的应用为了营造一个美好的环境并提高乘人装置的运行效率，东煤公司通过扩大乘人斜井断面，相对提高架空乘人装置的垂高度，缩小架空乘人装置的承重梁距离和架绳轮直径，加大拉紧配重重量。对斜井乘人装置进行了研究改进，改进后使该装置运行更加平稳安全、动力消耗降低。并使用PLC控制信号系统，简化了操作过程，便于设备的维护、检修，同时提高了运送人员效率。
　　这一技术的运用大大改善了东煤公司以前斜井乘人器高耗能、运送人员效率低、环境差的局面，同时也成为了东煤公司一个闪亮的窗口。
　　机电一体化技术在采煤机中的应用随着东煤公司开采的不断向下山延伸，下山的煤层倾角越来越大，随着综采的上马，以前的采煤机也无法适应现在的开采条件。为了解决这些影响开采的因素。
　　年东煤公司选择购买了山东天晟煤矿装备有限公司生产的MG一160／380一W型采煤机。(采煤效率相对以前的高档普采提高300％，并且对安全也有了很大的保障。大大提高了产量、降低了成本、保证了安全。
　　采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有以下特点：①良好的牵引特性：可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层：牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1．62．0倍，所以电牵引采煤机可用在40。～50。倾角的煤层，而不需要其他防滑装置。该公司在51523工作面32。的倾角下验证了这一技术。使东煤公司安全、高效、成功的采完了大倾角工作面，这在以前是不敢想象的。③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨损外，其他元件均无磨损，因此工作可靠、故障少、寿命长、维修工作量小。④反应灵敏、动态特性好，电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99％，而液压采煤机的效率只有.. 65％～70％左右。
　　这次机械设备的改革，使东煤公司实现了.. 15#厚煤层开采的全自动化，不仅解放了劳动力、提高了单产，矿井的本质安全度也大幅提高。这一次改革还使东煤公司综采放顶煤月产达到了，并且综采成功通过了4．2m、6．5m断层，充分显示了机电一体化技术在东煤公司的成功应用。
　　机电一体化技术在井下变电所的应用东煤公司从年开始，对井下各采区和中央变电所进行改造，优化系统等工作，年东煤公司在井下中央变电所的改造工程中，新购进了一套BGP9L-6(10)矿用隔爆型高压真空配电装置。该配电装置主要用于具有煤尘和爆炸性危险气体的危险场所及煤矿井下，对额定电压.. 6(10)kV，额定频率50Hz，额定电流至的供电系统进行控制和保护，并可作为直接起动电机之用。在保护方面采用了先进的计算机技术，12位A／D转换器方海清：采掘机电一体化在煤矿发展中的作用对交流信号进行直接采样运算，更加真实的反映出电网的实际状况，全中文液晶显示，菜单式操作，使控制电路更简单、显示信息更丰富，为中心点不接地或经消弧线圈接地的供、变电系统提供更可靠的控制与保护。
　　这一设备的使用实现了井下中央变电所的集中管理，减少了误操作实现了本质型安全供电。
　　机电一体化技术在掘进局部通风机中的应用煤矿生产中巷道施工要求局扇不间断供风，在高瓦斯及双突矿井的巷道施工中，局扇的不间断供风显得尤为重要。在巷道施工过程中，由于局扇的无计划停风造成的瓦斯事故屡见不鲜，大多数瓦斯事故都是由此引起的。为解决上述问题，煤炭系统为此做了大量的工作，《煤矿安全规程》对局部通风作有专门的一系列规定，对局部通风的供电系统严格的规定了三专两闭锁的要求，然而无计划停风的问题虽有好转，但仍然不能杜绝。
　　近几年出现的一种双电源电气闭锁真空磁力启动器，解决了这一难题，用他来实现掘进面的双风机双电源自动切换只需要几秒钟的时间，大大降低了掘进面无计划停风带来的损失，更有力地保证了安全。
　　机电一体化技术在井下开关的应用系列矿用隔爆及本质安全型智能化多回路真空电磁启动器适用于瓦斯及煤尘爆炸危险的煤矿井下。在交流50Hz，电压为.. 1140V供电线路中，可对乳化液泵站、喷雾泵、转载机、破碎机启动、停止、及双速切换、主、从顺序控制，并能对电动机及供电线路进行保护。可带三相交流感应电动机或交流双绕组双速电动机的启动、停止、反转及双速切换进行控制，并能对电动机及线路进行保护。
　　该开关采用微机控制线路，实现开关的多功能(多用途)使开关既能作为普通开关使用，又能作为双速开关使用，便于管理和维护。
　　机电一体化技术在其他设备中的应用回采顶板的控制是煤矿开采中一个难题，以往都是以经验数据为主，没有一个量化确切的数值。东煤公司新使用了一套回采工作面顶板离层自动监测、监控系统。对公司的回采工作面进行全天侯24h不间断监测、监控，并将数据传输到主系统进行分析，用可靠的数据来指导东煤公司的顶板支护。通过数据分析确定基本顶初次来压步距一般在21．1～26．1m，并且存在支柱初撑力普遍偏低等问题，还提出了改进建议，为东煤公司的安全生产奠定了基础。还有电子皮带称计量系统的推广使用，为出煤量准确统计提供了精确地数据等等，这些成果无不体现了机电一体化产品独特的优越性。
　　正是这些技术的运用，使东煤公司跨上了发展的快车道，迎来了一个空前的发展机遇。在山西兼并重组的政策中，东煤公司凭借着这些优势一举成为了兼并重组主体。并成功的收购与兼并重组了5个矿井。使东煤公司的产能由150万.. t／年提升到了万t／年，一举进入了大公司的行列。公司的不断做大、做强与机电一体化在公司的推广使用是分不开的，相信在未来的发展中，机电一体化技术在东煤公司的运用会提升到一个新的高度，东煤公司也会借助机电一体化技术在未来的发展中走的更远。

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