煤礦機(jī)電技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展
時(shí)間:2022-11-28 10:09:31
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摘要:機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行可靠性和工作效率成為影響煤礦生產(chǎn)效率的重要因素,研究煤礦機(jī)電技術(shù)對(duì)于煤礦生產(chǎn)效率的提升具有重要意義。針對(duì)煤礦機(jī)電技術(shù)中電子技術(shù)、機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)及機(jī)器人技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞:煤礦機(jī)電技術(shù);電子技術(shù);機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù);機(jī)器人技術(shù)
煤炭資源是中國(guó)重要的基礎(chǔ)能源,煤炭企業(yè)是中國(guó)重要的支柱性企業(yè)。研究和分析更高效的煤礦生產(chǎn)方式和對(duì)現(xiàn)有的煤礦生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)是提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。近幾年來(lái),隨著中國(guó)對(duì)煤礦生產(chǎn)技術(shù)的不斷深入研究,在開(kāi)采方式、機(jī)械設(shè)備、機(jī)電技術(shù)、安全手段等方面有了重大進(jìn)展。隨著信息和電子技術(shù)的不斷發(fā)展,煤礦機(jī)電技術(shù)的發(fā)展突出,其中有三點(diǎn)最為明顯,即電子技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展、機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展及機(jī)器人技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展。雖然中國(guó)的煤礦機(jī)電技術(shù)在新技術(shù)的推動(dòng)下不斷地革新和發(fā)展,但相較于世界先進(jìn)的煤礦機(jī)電技術(shù)仍存在較大差距,仍需進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新。
1電子技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)體量的不斷增加,各個(gè)行業(yè)對(duì)能源的需求量也不斷提高。煤炭作為中國(guó)重要的能源支撐,煤礦的生產(chǎn)效率需要得到提高。為了滿足生產(chǎn)效率不斷提升的要求,煤礦機(jī)電設(shè)備的功率不斷向更大的方向發(fā)展,對(duì)機(jī)電設(shè)備電子技術(shù)提出了更高的要求,迫切需要更加先進(jìn)的電子技術(shù)來(lái)保障機(jī)電設(shè)備運(yùn)行。中國(guó)對(duì)微元電子器件認(rèn)識(shí)的進(jìn)步和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,為煤礦機(jī)電設(shè)備電子技術(shù)的更新?lián)Q代及更廣泛的運(yùn)用提供了有力技術(shù)支持。運(yùn)用了最新電子技術(shù)的煤礦機(jī)電設(shè)備與早期的煤礦機(jī)電設(shè)備相比,不論是在整體質(zhì)量上,還是在運(yùn)行性能上,都有了很大進(jìn)步。從中國(guó)煤礦的機(jī)電設(shè)備更迭史可看出,中國(guó)煤礦在20世紀(jì)50年代應(yīng)用的是SCR(可控硅)機(jī)電技術(shù),在20世紀(jì)80年代應(yīng)用的是MOSFET(金屬-氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管),目前隨著信息電子技術(shù)在煤礦機(jī)電技術(shù)中的運(yùn)用,已初步形成第三代電子技術(shù)。電子技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的運(yùn)用能有效地將煤礦生產(chǎn)中的大型機(jī)電設(shè)備集成,統(tǒng)一進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的信息處理和指令,結(jié)合具有一定智能算法的計(jì)算程序,可形成智能化的機(jī)電控制模塊,大大提高了機(jī)電設(shè)備的信息處理效率[1]。在煤礦生產(chǎn)中,電動(dòng)機(jī)是使用最普遍的機(jī)電設(shè)備部件,在采煤機(jī)、皮帶機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備中都被廣泛使用。根據(jù)不同的使用需求,煤礦中交流型的電動(dòng)機(jī)使用最為廣泛。通過(guò)引入信息電子技術(shù),大量的信息電子元件集成在電動(dòng)機(jī)中,不但滿足了運(yùn)行中動(dòng)能的需要,還因?yàn)闇p少了電刷的使用而增加了電機(jī)容量,提升了機(jī)電設(shè)備的整體使用效果。
2機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展
煤礦生產(chǎn)安全是煤礦進(jìn)行一切生產(chǎn)活動(dòng)的第一準(zhǔn)則,也是煤礦不斷提高生產(chǎn)技術(shù)的重要目標(biāo)。機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用是為了對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的運(yùn)行監(jiān)測(cè),通過(guò)實(shí)時(shí)地采集、記錄和分析機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各種運(yùn)行參數(shù),使機(jī)電設(shè)備控制人員能隨時(shí)了解機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并以此來(lái)預(yù)測(cè)其可能會(huì)出現(xiàn)的故障,避免由于機(jī)電設(shè)備故障而導(dǎo)致事故的發(fā)生。通常情況下,煤礦主要監(jiān)測(cè)的機(jī)電設(shè)備有煤礦通風(fēng)機(jī)、采煤機(jī)、水泵、皮帶機(jī)、提升機(jī)和空氣壓縮機(jī)等,它們?cè)诿旱V生產(chǎn)中擔(dān)任著重要任務(wù)。煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要的結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)分層主體結(jié)構(gòu)。機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最底層的結(jié)構(gòu)為傳感器結(jié)構(gòu)層。通過(guò)機(jī)電設(shè)備上的傳感器部件,將機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸[2]。傳感器實(shí)時(shí)采集機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),將收集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)電纜等媒介傳輸?shù)矫旱V監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分站。每個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分站都會(huì)配置備用的安全電源,防治電源故障而造成的數(shù)據(jù)丟失和監(jiān)測(cè)終止,這樣就能24h不斷地通過(guò)機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)顯示器對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控。煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分站中也配置有備用的監(jiān)測(cè)顯示器,避免由于顯示器故障而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)中斷。每個(gè)監(jiān)測(cè)分站對(duì)應(yīng)一類機(jī)電設(shè)備,既能避免數(shù)據(jù)過(guò)于龐大,同時(shí)又有利于設(shè)備監(jiān)測(cè)的專業(yè)化。監(jiān)測(cè)分站之上是機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)總控制系統(tǒng),此系統(tǒng)中同樣也配置有備用的電源和監(jiān)視設(shè)備,對(duì)全煤礦機(jī)電設(shè)備總體狀況進(jìn)行概況性監(jiān)測(cè),只監(jiān)測(cè)總體運(yùn)行情況,并有對(duì)監(jiān)測(cè)分站進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)配的權(quán)限。機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下7個(gè)部分組成:CPU(中央處理器)、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、指令傳達(dá)模塊、監(jiān)視顯示模塊、警報(bào)模塊[3-4]。
3機(jī)器人技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展
在中國(guó),大多數(shù)煤礦生產(chǎn)是以井下開(kāi)采的方式進(jìn)行,作業(yè)環(huán)境惡劣,井下生產(chǎn)作業(yè)存在許多危險(xiǎn)因素,這就導(dǎo)致了煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的高風(fēng)險(xiǎn)性。很多煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中希望利用機(jī)器人來(lái)代替現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行煤炭開(kāi)采工作,這樣即使發(fā)生危險(xiǎn)也只是機(jī)械和經(jīng)濟(jì)的損失,能最大限度地降低煤礦企業(yè)煤炭開(kāi)采過(guò)程中由于普遍的人力作業(yè)而導(dǎo)致的事故高傷亡率,大大減小了對(duì)人員的危害。同時(shí)環(huán)境惡劣的地下煤炭開(kāi)采作業(yè)也為作業(yè)人員造成了嚴(yán)重的健康困擾,由于其潮濕、充滿有毒氣體及粉塵的工作環(huán)境,工作人員容易在長(zhǎng)時(shí)間且高強(qiáng)度的工作過(guò)程中產(chǎn)生較為嚴(yán)重的身體不適問(wèn)題,長(zhǎng)期的井下生產(chǎn)工作對(duì)工作人員的人身健康會(huì)造成難以逆轉(zhuǎn)的危害,繼而對(duì)其生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,嚴(yán)重的情況下會(huì)對(duì)工作人員的生命造成威脅。智能機(jī)器人作業(yè)代替人工作業(yè)是一項(xiàng)非常有效的應(yīng)對(duì)辦法,隨著機(jī)器人技術(shù)的廣泛運(yùn)用和發(fā)展,越來(lái)越多的智能機(jī)器人在煤礦生產(chǎn)中得到了運(yùn)用[5]。
4結(jié)語(yǔ)
電子技術(shù)、機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)在煤礦機(jī)電領(lǐng)域中的運(yùn)用,將最新的機(jī)電技術(shù)引入到了采煤生產(chǎn)實(shí)踐中,機(jī)械設(shè)備的工作性能得到了飛躍式提升,中國(guó)的煤炭開(kāi)采效率不斷提高,降低了采煤工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了人對(duì)機(jī)械設(shè)備的操控,設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定,降低了設(shè)備的故障率,保障采煤工作的安全進(jìn)行。當(dāng)今隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,中國(guó)煤礦機(jī)電技術(shù)水平還需要得到更進(jìn)一步的提高。
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作者:丁愛(ài)兵 單位:西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦