机电一体化技术在煤矿机械中的应用

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

伴随着机电-体化技术的不断成熟和快速发展 ，煤矿机械领域中机电-体化技术的应用成为 21世纪煤矿机械领域的重要研究课题之-。目前人们对现代矿山的要求越来越高，要求煤矿开采高效高产的进行，这就需要先进的科学技术和理论知识进行指导。煤矿机械的目标就是朝向煤矿产业重型化、无人化和智能化的方向进行。

而机电-体化技术将自动化的机器人、微电子技术和采矿装备集于-身，因此得到了广泛的重视。

1 国内外煤矿机电-体化进展分析所谓的煤矿机电-体化 ，是指在传统的煤矿机械中应用机电-体化技术，使得煤矿开采技术得到改造升级。

在进行改造同时，也将智能化的控制方法引入到了煤矿作业中，因此能够高度使用煤矿挖掘的特殊环境，从整体上提高煤矿作业的效率和产量。比较国内外的煤矿机电- 体化的进程，我们可以从中得到不少的启发。

作为最早研究机电-体化的两个国家--美国和日本，已经在此项技术上取得了很大的突破，而且已经成功地实现了产业化。当然在机电-体化技术中，绝大部分的研究力度还是投入到能够适应各种特殊环境的机电机械设备上。这种工业机械设备能够满足可预测工作任务、步骤和结果的作业要求，只需要按照事先编写的程序就能够正常的工作。

然而，煤矿开采行业却因为其环境具有很大的复杂性，非结构化，使得适应此种作业的工业机械设备在技术上的实现有很大的难度。在 1980年左右，部分产煤大国开始使用计算机辅助邑技术来让机械设备适应非结构化的煤矿环境，进而成功研究出了大量的遥感工业设备，例如：转载提升器、采煤机械系统等。这些机电-体化技术的探索为煤矿工业的发展起到了巨大的推动作用。

至于我国，从 20世纪 70年代就在尖端技术上引人机电-体化技术，在 20世纪 80年代就开始了此项技术的核心研制工作。根据我国的实际情况 ，各大煤矿企业已经研制出了不少功能强大煤矿开采应用技术并且完全拥有其核心技术产权，为机电-体化技术的应用奠定了基础2 我国煤矿机电的应用煤矿机械动力系统由急速器、电机和运动执行机构作者简介：马广伟，贵州发耳煤业有限公司。

共同构成，这样的组合使得煤矿机械的单元环节多，整体机械的效率底下，并且占用大量的空间，因此系统的可靠性和故障的种类也有许多。出现这种状况的主要原因是没有认识到机电-体化技术绝不是机械技术和电子科技的简单叠加，只有在整体上组织信息、机械和电子的相关技术 ，才能得到-个功能完备的机电-体化系统。-个优化 的煤矿机械系统要达到各个组成要素之间是相互协作，彼此依存的。煤矿机械的机电-体化的最终结果就是机电技术完美应用于煤矿开采中。

①掘进机械设备。由于井下回采工作面对回采速度的要求不断增大，煤矿的机械化水平也不断提高，因此对巷道与回采工作面之间的掘进工作也随之加快。采用掘进设备进行施工是提高巷道掘进速度的-项重要措施。

同时装备地下掘进方向测控系统的先进掘进机械系统还能够大幅度提高掘进的速度和效率。

②机电-体化技术在采煤机中的应用。采煤机遇传统的液压牵引机相比，具有许多优点：其-，稳定的牵引特性，能够有效利用能源，动力系统能够在其前进的过程中提供部分牵引力，帮助采煤机克服阻力，同时在采煤机下滑时能够进行制动发电，为电网提供电能。其二，在大倾角的煤层也可使用，由于在采煤机的电机的轴端装有防止打滑的制动器，使得其设计制动力矩得到加长，这就使得电牵引采煤机能够在 40。～50。的斜坡使用。这项机电技术的采用 ，使得煤矿企业能够更加高效而安全地完成大倾角采煤工作任务，这在以前几乎是不可能实现的。其三，运行可靠，寿命长久，同液压牵引不同，电牵引采煤机的磨损情况几乎只发生在整流子和电刷上，而其他元件-般不会出现磨损，这种特点使得电牵引采煤机出现故障可能小，维护工作量小，寿命长久。其四，反应速度快 ，电牵引采煤机中配置了高灵敏度的传感器，能够对各种运行参数和装载质量有精确的反应 ，使得采煤机几乎不会出现过载的情况。

③矿山救护设施是维护采矿作业安全和事故预警的重要设备，它能根据煤矿井下的具体状况，对实际的情况采冗体的措施，这种机器人-般具有以有几种功能：其-， 能够比较准确地探测到矿井下的被困人员并且能显示人员的位置和状况，还能测定有毒、可燃气体的风向并做到计量。其二，能够依靠装配的模拟视觉系统对障碍物的位置进行估计并且自动避开障碍物。其三，能够发出相应的信号告知还没有撤离的人员需要撤离并且引导其撤企 业 技 术 开 发 2013年2月退；其四，将矿井中观测到的图像暂时存储并且能够将图像显示与控制台，然后将这些可靠的救援信息移交给相关的救护人员。其五，能够收集声音、图像并且具有将其打印于控制台的功能。

④机电-体化技术应用于局部通风机中。煤矿生产过程中，局扇的供风对于巷道的施工安全有着重要的意义，在高瓦斯的巷道施工中，局扇的供风必须要保持不间断。而许多瓦斯事故发生的原因就是局扇无计划地停止供风导致的。虽然，企业也做了-系列的工作，国家也出台了《煤矿安全规程》来进行严格的规定，但是无计划听风仍然没有被杜绝。机电-体化技术为改善这种状况提供了新的思路↑几年研制出的双电源电气闭锁真空磁力启动器成功地解决这个问题，此机电设备只需花费几秒钟的时间就能够实现掘进面的双风机双电源 自动切换，保证了无计划停风的意外不再发生，极大地保证了作、I 的安全。

3 煤矿机电-体化技术探析①煤矿机电-体化技术的结构体系∝制系统、驱动系统和操作系统共同组成了煤矿机电系统。其中控制系统对机器人的位置、运动和轨鉴行准确的控制。目前常见的控制系统有开环控制系统和闭环控制系统。驱动系统主要由驱动器、减速器和传感器组成，目前流行的驱动器有电机、电气和液压等多种形式的驱动系统◇山系统完成具体任务是在操作系统的支持下，操作系统通过提供各种命令能够使得系统能够对不同环境做出适合的操作，从而保证作业的进行。

②煤矿机电系统的价值。煤矿机电系统能够使矿工远离矿井中的不良环境 ，对工人的降有着重要的意义。

(上接第 33页)步建设人与 自然和谐相处的新农村 ，形成水在村中、山在景中、人在绿中、村在美 中，融清水远山、人文景观和现代文明于-体的生态新农村。

4.5 打破农村的自然封闭状态，提高农民经济生活水平传统的农村，由于交通极其不便利，农村的农产品和经济作物无法运到城镇 ，农民们在金山”脚下过苦日子，经济自然无法提高，生活水平就难以得到改善。

全国从 2005年起 ，便掀起了大规模的村村通”农村道路建设热潮。通过几年的计划 ，建设，实施，完善，各地区的大部分农村道路都有了翻天覆地的变化 ，这-举动打破了以前农村封闭的自然自给自足状态，有效的提高了农民的生活水平，刺激促进了农村资源的开发利用。使蕴藏的大量的森林，水利，矿场以及自然风貌等潜力资源转化为现实的生产力。使农村的农副产品以及 自然产物顺利的流通到各个市场，同时，也带动了社会主义新农村煤矿矿井-般充满了煤尘和有害气体，在这种潮湿的开采环境-下 ，煤矿工人要长时间、高工作量地作业，这就使得他们的生活质量不能得到保证，也危害到了他们的身体降。因此研制矿山机械设备能够解放处于繁重体力劳动的工人。同时矿山机械设备能够适应煤矿的不良环境并且从事危险的采矿作业。因此只要能够根据具体的煤矿工作条件选择恰当的设备材料和结构，就能够使采矿设备适应复杂的采矿环境。

4 结 语针对传统煤矿开采的各种不禾 环境 ，研制能够代替工作人员进行矿山作业的煤矿机电设备成为煤矿机械的重要研究方向。通过引进机电设备技术实现煤矿机械的改造和升级成为提高提高开采量和开采数量的重要方法。同时机电机械还能够让采矿工人摆脱有害的环境。引入可靠的、功能齐全的控制系统成为提高煤矿机械系统性能的重要方式。对于矿山机电技术的研制要根据我国的实际情况进行选择，保证项 目最终可行性并且能够起到相应的价值。