笔者认为,随着机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、结构优化的煤炭工业生产奠定了扎实的基础。
一、正确认识机电一体化技术
1.机电一体化技术概念。机电一体化是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
2.机电一体化技术的功效。机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最具优化的系统工程。其最大的特点就是在整个生产线中集中体现了数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化的综合运用。其中的微电子装置自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等极大地提高生产率。自动化技术,可代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作,完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能,以现实预期的目标、功能。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。智能化具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。智能化技术能达到节能、节材,提高工效,提高产品质量的目的。模块化便于各部件、单元的匹配和接口。极大地缩小了生产线中机械实体的占地面积。从而减少了生产资金的投入,也便于日常生产维护。网络化实现了各种远程控制和监视技术,大大提高了生产效率。人性化是机电一体化技术中赋予人的智能、情感和人性,使机电一体化生产体系具有了完善的性能。微型化集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统的运用。集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
二、机电一体化在煤矿生产中的应用
在煤矿生产过程中,运用机电一体化技术不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。实现生产、经营、管理整体优化,获取最大的经济效益。
1.机电一体化技术在采煤机中的应用。机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:变频技术的应用使采煤机具有良好的牵引特性,运行可靠,使用寿命长,维修量小;端头摇控技术的应用使得截割反应灵敏,动态特性好,结构简单、效率高。机电一体化技术在提升机中的应用,全数字化交直流提升机的应用,尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,充分体现了机械、电力电子、计算机、自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,硬件配置简单,互相兼容。带式输送机是我国煤矿井下输送系统的主要运输设备,应用机电一体化技术后可达到长距离连续输送、输送量大、运行可靠、远距离控制、效率高和自动化等特点。机电一体化在煤矿配电室、压风机房、主通风机房、水泵房的应用实现了在线监测、自动调节及其自动化远程控制,大大提高了工作效率,在调度信息室就能对全矿井的设备运行情况了如指掌,并且对设备能够进行远程操作。液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。应用机电一体化技术使高压开关柜维护量减小,寿命增长。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。
2.在煤矿生产环节中应用机电一体化技术的优越性
一是提高了采煤效率。机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。二是提高了劳动安全保障。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,降低了发生事故和危险的几率,防止工伤和职业病的发生,保证了矿工的生命安全。三是增加了经济效益和矿工的劳动收入。煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,从而改善矿工的生活质量。
总之,机电一体化技术运用可为传统煤矿作业注入新鲜血液,带来新活力,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现了特定功能价值,达到了节能、节材、提高工效的目的,从而实现了文明生产、高效生产,为现代化矿井实现本质安全型奠定了基础。
□ 宁武县大运华盛煤矿 雷志宏