井下机电设备一体化探究

前言：本站为你精心整理了井下机电设备一体化探究范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

摘要：机电一体化作为煤矿机电设备发展的必然趋势，对于提升井下生产工作效率和安全性均有积极的推动意义。叙述了机电一体化技术的内涵及展开相关研究的必要性，从多方面探讨了机电一体化技术在井下机电设备中的具体应用。

关键词：机电一体化；概述；必要性；应用分析

0引言

煤炭作为中国的传统能源，有着悠久的开采历史，因而中国中东部地区煤炭矿区多为老旧矿区，不仅工作环境相对艰苦，且矿区生产设备普遍老旧落后，使得矿区生产效率始终不高。特别是近年来伴随中国现代化进程的不断加速和市场经济的飞速发展，陈旧落后的煤炭生产设备更加难以满足社会发展需求，自动化、智能化、电子化成为煤炭生产工艺发展的必然趋势。其中，机电设备的一体化技术作为集自动控制、在线监测、故障报警等众多功能于一体的新型高效技术，对于提升煤矿生产的安全性和与工作效率有着积极推动作用。

1机电一体化技术概述

机电一体化技术是综合机械、计算机、电子、信息等众多学科技术融合而成的一门高新技术。借由传统机械设备同现代电子、计算机、信息等技术的有机结合研制出具备良好智能的自动化机电设备系统，从而使原本需人为操作的各种设备功能通过电脑软件即可实现远程操控，并使设备操控的精准度及效率大幅提升。一般而言，一个完整的机电设备一体化技术应具备自我控制、远程监测、自我诊断、事故预警等功能，相较于传统设备，其不仅操作更加便捷且适用范围更加广泛，设备运行的稳定性及工作效率等也均获得显著提升，现阶段其已在中国煤炭自动化生产、井下安全监控、新型产品研发、设备更新换代等多方面获得广泛应用，并取得了良好的经济效益与社会效益[1]。

2机电设备一体化对于煤矿生产的必要性分析

2.1能降低井下作业强度提升生产效率

在传统煤炭回采中，由于其机电设备多依靠人工操作，自动化水平不足，加之设备体积与重量庞大、搬移困难，不仅导致机电能耗偏大且作业生产效率低下。而新型一体化机电设备则可通过计算机与微电子技术实现远程自控控制，加之控制电路中大量集成电路与编程控制的应用，机电设备的体积与重量大幅减小，极大便利了井下各项作业的顺利开展。目前，伴随大量机电一体化采煤设备的普及应用，传统粗放型生产模式已逐渐消失，不仅煤炭生产效率获得极大提升，井下作业人员的工作强度也显著降低[2]。

2.2能改良井下作业环境提升生产安全性

由于以往煤炭井下作业环境的恶劣性，使得作业人员总是在高温、高湿、多粉尘环境中从事大体力劳动，时间一长不可避免会对井下作业人员身心健康造成不可挽回的负面影响，加之过去国家对煤炭生产监督力度不足，由于设备老旧和作业不规范而导致的安全事故频发，造成了不良社会影响。而机电设备一体化技术的应用，能让井下巷道采掘、煤炭回采与运输、安全监控等多方面实现设备控制的自动化、远程化和智能化，如此就可将工人从恶劣的工作环境与高强度的体力劳动中解放出来，改为使用远程操控设备，并借助系统自带的监控、预警功能，实现对安全隐患的及时发现与排除，从而更好地保障生产安全。

2.3提升煤炭企业的经济效益与社会效益

通过对机电一体化设备的普及应用，煤炭生产企业不仅能大幅提升自身产量，创造更大的经济效益，且由于生产安全系数的提高，安全事故的发生几率也大幅降低，从而有助于为企业创造良好的社会形象，提升企业社会效益。

3机电一体化技术在井下设备中的应用

3.1机电一体化技术在进行运输设备中的应用

机电一体化运输机作为普及较为广泛的一体化机电设备，在技术上主要通过液压控制与机电控制相融合的CST（可控启动传输装置）可控软启装置实施控制。CST装置是专门针对井下的长距离皮带运输而设计，通过其不仅能实现对设备的灵活操控，并可对设备运行中的各类故障实施自我监测，如对运输机日常运行中常见的轴温异常、皮带倒转与打滑、断带、跑偏等问题进行实时监测、提前预警与自我保护。但鉴于当前部分关键技术如输送带传输过程动态分析等技术尚未实现突破，导致一体化输送机在运输长度及运量上受到一定制约，这也是今后仍需继续研究的问题之一[3]。

3.2机电一体化技术在采煤设备中的应用

随着机电一体化技术的应用发展，井下采煤机逐渐从传统液压控制转变为微机远程控制，相较于以往的采煤设备，一体化采煤机不仅具备更加优良的牵引性，能为移动中的采煤机提供稳定可靠的牵引力，且采煤机下滑时可进行发电制动，停机时也具备良好的防滑制动，从而使其可应用于大倾角煤层开采中。同时作业中，牵引电机除自身磨损外基本不会出现其它意外而导致磨损，能极大提升设备使用周期。此外，机电一体化化采煤机还具备构造简洁、维护便利、反应灵敏、工作效率高等优点，加之其电能转换效率高达95%以上，明显优于以往液压采煤机的70%，可见机电一体化技术在采煤机上有着显著应用优势，为企业创造了良好经济效益。

3.3机电一体化技术在通风设备中的应用

将机电一体化技术运用到井下通风设备的控制管理上，在提升通风效率、保障井下安全的同时还能实现对能源消耗的改良控制。如，在井下通风机中综合运用变频启动和PLC（可编程逻辑控制器）控制技术，便能实现对电能消耗的有效降低，根据相关统计调查显示，井下通风设备引入PLC控制技术及变频启动技术后，通风耗电量降低幅度可达30%左右，与此同时生产回采效率也获得显著提升。通风系统中综合运用了先进的网络通讯手段和自动化测控变频技术，能实现对整个通风系统的自动化寻优操控，从而最大化降低能耗，解放劳动力，延长设备使用周期，从而为企业创造巨大经济效益。同时，该系统所具备的报警保护功能，还可实现对安全隐患的提前发现与及时处置，从而大幅提升安全系数。

3.4机电一体化技术在井下安全在线监控上的应用

所谓在线监控是指运用机电一体化技术对井下生产相关各类机械的动力装置、液压系统、传动装置、作业装置、制动装置等进行远程实时在线监控，同时对于设备运行时的异常状态进行及时自动的预警提醒，并向有关技术人员提示故障发生区域。通过这一技术，不仅大幅减少了井下设备威胁人员的工作量，还能进一步有效提升设备运行效率，实现对维护成本的最大化节约。同时，该技术还可有效缩短设备检修与维护实践，延长设备运行寿命[4-5]。

4结语

机电设备的一体化技术虽发展时间尚短，但其巨大的发展潜力，使其具备了广阔的发展空间。在可见的未来，伴随现代计算机及信息技术不断发展，先进的机电设备一体化技术在煤矿中的应用必将越发广泛，不仅会进一步促进煤炭生产企业的技术革新，提升井下生产作业的安全、高效开展，也将必然成为煤炭产业长久可持续发展的必要保障。

参考文献：

［1］葛玉生.煤矿生产中的机电一体化技术［J］.机械管理开发，2015(2)：84-86.

［2］刘志军.机电一体化条件下的煤矿设备管理策略［J］.内蒙古煤炭经济，2014(9)：61.

［3］曹娟.基于GIS煤矿机电设备管理系统研究［D］.西安：西安科技大学，2014.

［4］张艳波.机电一体化在煤矿机电设备中的应用［J］.黑龙江科技信息，2013(32)：5.

［5］邢桂霞.机电一体化在煤矿机电设备中的应用研究［J］.机电信息，2013(15)：175.

作者：白海军 单位：同煤集团大斗沟矿机安队