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机电技术一体化的应用

1.机电一体化技术在煤矿机电中的应用

1.1电控牵引采煤机煤矿生产过程中,电控牵引采煤机的应用十分普遍。它具有一些显著特点,比如牵引性能,可以为采煤机移动提供牵引助力,减少工人劳动量,使得采煤机消除大部分阻力,轻易向前移动,同时也可以在不同地形下产生滑动助力,依靠发电实现制动,同时荧幕会反映出所剩电能与续航时间。电控牵引的操作系很高,能够适应连续工作,不易损坏,使用周期长,它与液压牵引不用,电控牵引只需电能支持,比液压牵引易于成本控制,损耗部件只有整流器和电刷,可随时更换,在其余零件没有受到严重损坏的情况下,仍然能坚持工作,并且系统故障几率低,工作寿命长,维修简单快捷。电控牵引采煤机的反应速度快,制动灵敏,机动性高,可以在采煤作业中随时对系数进行调整或设定,操作难度低,作业效率高。在机械制动方面,电控牵引采煤机具有结构简单的特点,重量轻便,体积适中,制动效率接近100%,高出液压采煤机近30%。现阶段,国产采煤机在我国煤矿机电一体化进程中占有很大比重,长期处于应用主导地位,像太原矿山机械厂、鸡西煤机厂、西安煤机厂等国内采矿及生产企业,正不断对电控牵引采煤机进行技术更新与研发。1.2网带输送机网带输送机是煤矿机电技术中的重要组成部分,现有许多国产品牌专门为煤矿行业提供网带输送机,根据不同价格定位以及项目实际需求,网带输送机的传导方法与安装拆卸性能不尽相同,为煤矿承包方提供了更多选择。井下煤矿,由于项目自身特点,对网带输送机的要求主要是距离长、功率大,各机械企业针对各类煤矿项目做出了周密的分析,新产品的应用价值趋于多元化,定制研发能力持续攀升。比如大倾角网带输送机,它的距离长度可以适应大部分井下作业,整套设备易于运输和安装,传送带可伸缩,传递速度均匀。我国在输送机领域内投入很大,以至于改变了缺乏相关技术的现状,并且自主生产研发网带输送机所需的一系列配件和制动理论,切实有效地研制出了多款起动和制动装置,另外还有以PLC为核心的数控编程装置,以自动化为前提的驱动系统以及齿轮减速器、调速型、液力耦合器等。目前煤矿采集领域大范围应用具有调速功能的网带输送机,以软起动方式运行的液力耦合器性能发挥全面,解决长距离材料输送难题的同时,也促进了机电一体化在煤矿机电技术中的应用。1.3其他煤矿机电一体化设备除上述机电一体化设备外,还另有一些机电设备也在投入使用。比如供电设备,煤矿需要稳定的电能支持,对供电的要求非常高,除了质量、连续性、稳定性外,还要能够符合大功率设备使用要求,因此供电设备选择显得尤为重要。节能型供电设备具有就地补偿和集中补偿同时运行的特点,对增强功率因数、降低供电系统浪费效果显著,高压控制装置连续作业时间长、维护投入少、寿命长,并且可以兼容电子计算机技术,具有网络通信功能,煤矿外的工作人员能够远程对设备进行监控和微调,在发生矿难时,又可以发挥重大作用,为搜救工作提供位置信息。

2.机电矿井提升设备

矿井提升机设备正字向数字化发展,尤其是内装提升机,如今它已形成了滚动和驱动合二为一的结构整体,极大程度上对机械结构实现了简化,可以说矿井提升机是机电一体化设备中的经典类型。数字化提升机可以进行故障自检,重复搜寻故障原因,生成系统日志,给维修人员提供准确的故障诊断,并且具有一定通信能力,可以在故障初期发出预警,对工作人员发出提示。现阶段提升机内部多采用总线方式,降低了电气安装难度,硬件配置兼容性强,选择面广泛,易损耗部件少,工作人员可以轻易对其进行软启动或者软件控制,甚至瞬间改变速度,当前全数字化提升机已经作为各煤矿首选提升机类型,我国对数字化提升机拥有知识产权,成功研制了多款全数字化直流提升机,它的核心部分是由ASCS计算机系统组成,配以双CPU架构。数字化提升机充分利用了计算机技术,让系统保护工作更加完备,具体特征表现为两台计算机装置同时运行,每台都有各自独立的传感装置和测量装置,两台计算机装置共享数据处理系统,实现了数据同步、相互检测、为对方备用等,提升路径采取间接测量与直接测量相结合的位置探测模式,两台计算机互相进行比对和校准,完全展现了自动化提升效果,因此安全性能充分得到加强,对制动回路、电源驱动回路、安全回路可以全过程检测。

3.煤矿安全作业监控系统

随着矿井安全要求越来越高,煤矿机电一体化技术开始引入了安全作业监控系统,更加贴合相关法律法规对矿井作业的约束。安全作业监控系统在我国应用的时间还不长,经过多次矿难伤亡教训,国家煤炭部门开展了多次大规模整改,处理了许多安全保障低下的黑煤窑,数量之庞大、惩罚之严厉前所未见,与此同时组织专家学者远赴欧洲交流学习,引入了大量国际先进监控技术,逐步建立起了符合我国煤矿业特点的监控体系,从波兰、英国、德国、日本先后邀请了多支专业煤矿监控队伍,从根本上扭转了国内煤矿安全监控系统缺失的现状。经过大量经验总结与丰富的实践,我国煤矿安全作业监控系统趋于完善,紧随国际发展趋势,自主研发了大量具有国际尖端水平的监控设备,并且当即投入试运行,收效颇丰,时至今日,90%以上的煤矿都已经具备了煤矿安全作业系统,和国家监管部门对接,为煤矿作业安全提供了保障。

4.结语

总之,我国煤矿机电一体化应用已经迈上了新的高度,在智能化、信息化领域中摸索出了一条符合自身发展的路径。机电一体化设备拥有安全可靠、性能卓越、维修简单、操作性强等特点,在煤炭生产中得到了广泛应用,减轻工作人员劳动量的同时,也为煤矿工人提供了可靠的安全保障,促进了煤矿生产能力以及经济效益。

作者:闫立伟 单位:河南能源化工集团永贵能源开发有限责任公司新田煤矿


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