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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(nèi)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(xiàn)和應用，本文由此進行研究。
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。
機電一體化是一門集機械、電子、計算機和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機結(jié)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)中采用先進的機電一體化技術(shù)來提升原有的機械操作水平，提高煤炭開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，有利于通過提高采煤工藝中的各個方面的技術(shù)，提高綜合采煤設(shè)備的先進程度，來不斷地增強我國采煤工業(yè)的整體實力，進一步加快我國煤炭開采的速度，同時也影響和決定著我國采煤技術(shù)方向的發(fā)展方向。
煤炭開采技術(shù)直接影響煤礦礦井的產(chǎn)能釋放，隨著煤礦開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(tǒng)采煤工藝已經(jīng)不能滿足國家發(fā)展對能源的需求，現(xiàn)代綜合采煤工藝的發(fā)展進步必須通過不斷創(chuàng)新才能跟上時代步伐，因此機電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的應用越來越重要。
二、機電一體化技術(shù)及其意義
機電一體化是一門集機械、電子、計算機和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機結(jié)合的技術(shù)。
具體而言，它是在單純機械技術(shù)的基礎(chǔ)之上，綜合利用計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、光學技術(shù)以及自動控制技術(shù)等先進技術(shù)而構(gòu)成的設(shè)備集成，新的設(shè)備比先前的生產(chǎn)模式更加具有先進性和時代感。
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(shè)備的安全性和可靠性，進一步優(yōu)化了設(shè)備的使用性能;第二，機電一體化產(chǎn)品具有自動監(jiān)視、報警、診斷等輔助功能，簡化了操作步驟，降低了勞動強度。
第三，機電一體化設(shè)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(shè)備便于調(diào)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)中采用先進的機電一體化技術(shù)來提升原有的機械操作水平，提高煤炭開采效率及其安全性能。
例如，機電一體化能夠使煤礦實現(xiàn)全面的計算機控制，事先極端煤礦的開采進度，預測礦井的可開采度，實現(xiàn)遠程遙控挖掘作業(yè)，全程監(jiān)控井下作業(yè)情況，及時發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(shè)備的自動化程度，提高勞動效率，改善生產(chǎn)方式，降低工人勞動強度。
第二，機電一體化提高了煤礦系統(tǒng)的勞動安全保障能力，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收入，同時，煤礦企業(yè)的快速發(fā)展帶動了其它行業(yè)的發(fā)展，促進地方區(qū)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行了綜合分析，認為主要體現(xiàn)在以下三個方面：
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(shè)備的開發(fā)和推廣，這種機電一體化采煤機相比大多數(shù)電牽引采煤機具有多種特點和優(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過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(tǒng)下滑作業(yè)時進行發(fā)電制動，其軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因此非常適用于大傾角煤層的開采，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，除了電動機的電刷和整流子容易磨損意外，再無其它易損元件，因此具有維修量小、運行可靠、壽命長、效率高等優(yōu)點。
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、自動化水平最高的設(shè)備，典型產(chǎn)品為全數(shù)字化交直流提升機，其中以內(nèi)裝式提升機最具代表性，該設(shè)備在結(jié)構(gòu)上采用合二為一的驅(qū)動和滾筒裝置，大大簡化了機械結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)了機械、電子、計算機以及自動化技術(shù)的有機結(jié)合。
當前，我國已經(jīng)成功研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機，其核心部分ASCS是由2個CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng)，具有性能先進、操作簡便、準確可靠等優(yōu)點。
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(tǒng)的主要運輸設(shè)備是皮帶機，它能夠滿足長距離連續(xù)輸送，并且皮帶機具有輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。
目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置，我國煤礦皮帶機一般采用3點驅(qū)動技術(shù)，并且需要相應地限制輸送機的單機長度和運量，該項技術(shù)與世界發(fā)達國家相比存在著一定的差距。
另外，煤礦機電一體化技術(shù)在其他煤礦設(shè)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(jié)合，實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，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化系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)。
在我國，煤礦機電一體化技術(shù)在煤礦的開采、挖掘、裝車、運輸?shù)确矫娴膽�，以及推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力，促進了高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展。
四、煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
國內(nèi)機電一體化的興起主要是在建國初期，直到上個世紀七八十年代起才普遍進入計算機時代，從而促進了機電一體化的進程，也取得了明顯的突破。
進入本世紀以來，智能技術(shù)的開發(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(tǒng)一的，同步進行的。
煤礦機電一體化未來發(fā)展趨勢如下：第一，煤礦機電設(shè)備更加智能化，智能化系統(tǒng)是21世紀才開始流行起來的新興技術(shù)，因此其使用范圍和完善水平都存在著明顯缺陷，因此煤礦機電設(shè)備的智能化成為一個重要的研究方向;第二，煤礦機電設(shè)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)仍然存在著不足之處，需要繼續(xù)改善;第三，煤礦機電設(shè)備更加系統(tǒng)化，煤礦企業(yè)機電一體化所包容的范圍越來越廣，所使用的技術(shù)范圍也逐漸擴增，隨著這些種類的繁多，就產(chǎn)生了一個關(guān)鍵的問題：如何能夠使這些差異很大的技術(shù)有機的組合起來，以發(fā)揮更大作用。
迄今為止，尚未有一個國家或企業(yè)能夠很好地充分利用這些技術(shù)的優(yōu)勢，無法避免其缺陷，因此該項內(nèi)容也成為今后發(fā)展的一個重要方向。
我國的機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢在于開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝備，增加產(chǎn)品通信功能，實現(xiàn)產(chǎn)品的綜合自動化，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，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，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約大量能源和材料消耗。
煤炭系統(tǒng)也在利用機電一體化技術(shù)改造舊設(shè)備和開發(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，是實現(xiàn)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)在煤礦中的應用進行闡述，并對其發(fā)展趨勢進行分析。
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(tǒng)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)順應了當今科學技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，示了強大的生命力。
由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬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(shè)備才能實現(xiàn)這一目標，而機電一體化煤礦產(chǎn)品則是實現(xiàn)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、自動化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機。
尤其是內(nèi)裝式提升機，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體，機械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機械一電力電子一計算機一自動控制的綜合體。
而全數(shù)字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。
九五期問，國產(chǎn)數(shù)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(quán)的全數(shù)字化提升機，其核心部分.. ASCS是由雙.. CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng)，其性能先進、操作簡便、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化，不需要專門的絞車司機。
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)在采煤機的一個典型應用。
與液壓牽引相比，它具有一下特點：
良好的牽引特性：可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋電能。
可用于大傾角煤層：牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設(shè)計制動力矩為電動機額定轉(zhuǎn)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，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。
反應靈敏，動態(tài)特性好：電控系統(tǒng)能及時調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機超載運行。
結(jié)構(gòu)簡單、效率高：電牽引采煤機機械傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機械能只做一次轉(zhuǎn)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(diào)速.. MG344一PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。
國內(nèi)上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產(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)過近2O年的研制開發(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)的進步起到了積極的推動作用。
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距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備。
因此，成為近幾年來機電一體化技術(shù)的研究重點。
目前主要采用機、電、液一體化的.. CST可控軟啟動裝置。
它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設(shè)汁的軟驕動裝置...一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。
由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù)，我國帶式輸送機的中間驅(qū)動點不能不知過多，～般為三點驅(qū)動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。
而且，輸送機的監(jiān)控設(shè)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(jié)合，實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，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)。
煤礦供電的特點是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿足大功率設(shè)備的要求。
因此應該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。
高壓開關(guān)柜采用維護量小，使用壽命長的真空開關(guān)。
采用集中補償和就地補償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無功電流，減少無功功率損耗。
目前高、低開關(guān)柜普遍采用.. 微機保護，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實現(xiàn)遠程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。
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(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設(shè)備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點。
這些設(shè)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(xù)研究，其未來的發(fā)展趨勢是：
開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(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(quán)的核心裝置：
增加產(chǎn)品的通信功能，以適應綜合自動化的需要;開發(fā)以微處理器和微機為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應用等;煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術(shù)今后研究的重點之一。
結(jié)束語近年來，隨著微電子技術(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)品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實現(xiàn)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)，是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。
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)的綜合實力，為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實的基礎(chǔ)。
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