煤矿机电一体化的应用现状及对策

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机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科交叉的综合技术，机电一体化的发展和进步促进了其它技术的发展和进步，尤其是对煤炭生产系统产生了很大的冲击。煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。采用机电一体化产品将大大改善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。

一、煤矿机电一体化产品的生产与应用

从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场，我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。

1、矿井安全生产监测监控系统中的应用。

矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2、KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是测控分站的智能化水平进一步提高，具有网络连接功能，系统软件采用了Windows操作系统。同时，根据“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款，我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井装备了矿井监测监控系统。煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4，KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

2、机电一体化技术在矿井提升机中的应用。

矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备。全数字化交直流提升机，特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠，具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能，以及简单而快速的通信功能，可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。在我国“九五”计划期间，国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。国产的全数字化直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外，我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置，两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，对两者进行比较、校正，实现行程自动控制。

3、机电一体化技术在井下带式输送机中的应用。

在我国“八五”计划期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，极大地提高了带式输送机的技术水平，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器，目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

二、煤矿机电一体化应用存在问题的对策

我国自造的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。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距。

1、机电化一体产品起步晚，基础薄弱。

我国机电一体化综合技术在煤炭领域的应用相对于机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业来说，起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。为此，在政策资金方面加大倾斜力度，支持机电一体化综合技术在开发、应用、投资等方面再上台阶，再上水平，同时在人才培训和管理方面也应加强，使其同步发展，相互适应。

2、煤矿机电化一体化技术是一门综合技术，在促进其他技术发展的同时，也依赖于其它技术的发展。

煤矿机电化一体产品是多学科相互交叉、相互渗透的一门综合技术，它的产生与发展依赖和促进其它相关技术。目前各种高新技术的发展，如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，使机电一体化产品功能越来越强，智能化程度也越来越高。但是在机电一体化技术发展的同时，不能低估其他相关技术的作用，不能忽视其他相关技术的发展，二者相辅相成，相互促进。

3、随着科技的发展，对于矿山机电一体化技术提出的更高的要求。

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，从而又加速了机电一体化技术的发展和进步，在机电一体化技术在煤炭生产中发挥着越来越大作用的同时，社会的发展对其提出了更高的要求，机电一体化产品必须适应矿山开采井下无人化、管理微机化、信息综合化、生产自动化的要求。

煤矿机电一体化在生产中的作用越来越明显的同时，担负的社会责任越来越重大，我们一定要加强科研，投入资金，使机电一体化的发展步伐，满足煤炭生产发展的要求，适应社会发展的需求。