煤礦機電一體化技術的重要性論文

時間：2024-10-31 03:00:24 機電畢業論文我要投稿

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煤礦機電一體化技術的重要性論文

　　由于煤炭資源開采的特殊性，需要與煤炭資源開采條件配套的機電設備才能實現機電一體化技術成功應用。且目前研發出的機電一體化掘進、采煤機械產品多適用于大、中型煤礦，而對于小型煤礦的特點，仍存在一定的難點，需配套的移動靈活、體積尺寸小、科遠程操控的采掘機械設備，因此，需針對煤礦機電一體化技術目前的發展趨勢及在小型煤礦的應用進一步的研究。

煤礦機電一體化技術的重要性論文

　　1煤礦機電一體化技術的重要性

　　隨著煤礦機電設備信息技術的不斷發展，煤礦機電一體化技術趨向于數字化、自動化和智能化發展。煤礦機電一體化技術的發展，對現代化煤礦企業有著十分重要的意義。

　　1.1提高生產效率

　　煤礦機電一體化技術包括電子技術、機械技術和液壓技術，有效的將其結合在一起。煤礦機電設備自動化的提升，不但減小了煤礦工人的勞動強度，而且還提高了煤炭的生產效率。機電一體化技術以微型計算機將各機電設備結合在一起，有效提高了煤礦各設備的工作效率以及設備的可操作性、經濟性、安全性和可靠性。當煤礦某一機電設備出現故障時，可以第一時間由計算機自動報警，縮短檢修時間，提高設備維修效率，提高設備生產效率。

　　1.2提高生產安全性

　　我國煤礦開采系統大多較為復雜，需要掘進多個采準巷道，且作業空間較為狹小，光線較差，粉塵較多，對煤礦工作人員的健康有所損害。煤礦機電一體化技術的應用可以有效的提高機電設備的工作效率，大大減輕工人的作業強度，增強了生產安全性。

　　1.3提高經濟性

　　煤礦機電一體化技術的應用，提高了煤礦生產效率與安全性，有效的改善了工作人員工作環境，進一步提高了煤礦的經濟效益。并有效的檢測煤礦各機電設備的工作狀況，可以及時進行有效的處理。

　　2基于機電一體化技術的采煤機遙控系統設計

　　相比較大型煤礦而言，小型煤礦目前存在的設備發展落后問題更為突出，本文針對我國小型煤礦開采設備自動化與機械化程度較低的情況，設計了一種基于機電一體化技術的采煤機遙控系統，使其適用于小型礦井，具有移動靈活、體積小、可遠程操控等特點。

　　2.1采煤機系統總體框架設計

　　由于機械自動化控制技術、計算機網絡通訊技術的不斷發展，煤礦機電設備也趨向于自動化、數字化。針對小型煤礦特點，基于機電一體化技術建立了小型煤礦采煤機遙控系統總體框架，如圖1所示，系統框架由無線遙控采煤裝置、井下無線傳輸網絡以及地面監控操作中心三部分構成。

　　2.2采煤機機械系統設計

　　采煤機設計要充分考慮可以靈活移動、體積小巧緊湊的特點，較大程度上適合小型煤礦工作面狹小、地形環境復雜等特點。根據采煤機產品的設計要求，采煤機設計方案如圖2所示，主要包括采扒部分、行走移架部分、煤炭輸送部分以及其他配套設施部分。采扒部分將煤炭從工作面煤壁上割離下來，然后扒送至收集裝置，再由煤炭輸送裝置部分將煤炭輸送至輸送帶運出工作面。底盤行走部分充分吸取了挖掘機的設計結構經驗，包括履帶、驅動輪、導向輪等。除此之外，采煤機的控制系統安裝在采煤機駕駛室內，包括多種通信裝置和傳感器，以便于實現采煤機遙控系統的操作。

　　2.3采煤機液壓系統設計

　　遙控采煤機液壓系統部分包括有液壓泵、電液比例控制閥、郵箱、液壓行走馬達及油管等。煤安防爆電機提供總動力源，然后通過液壓柱塞泵將機械能轉化為液壓能，從而為各部分提供動力。采煤機遙控系統中主要通過電液比例控制閥實現對機器的遠程操作，電液比例控制閥通過對各個油路的開閉以及閥路的開度進行控制，進而轉化為電信號，以滿足采煤機在工作過程中各種機械動作的完成。

　　2.4采煤機控制系統設計

　　控制系統作為整個采煤機遙控系統的神經中樞，包括執行控制中心發送的指令、接收各部分傳感器傳回的數據、實時處理圖像信息等。因此，一套可靠安全的采煤機控制系統顯的尤為重要。采煤機遙控控制系統中選擇采用型號為TMS320DM6446的DSP+ARM雙核芯片微型處理器控制系統的主要控制器，驚醒采煤機工作狀態時傳感器信息的采集與處理，以及進一步的運算。同時，采煤機上需要配備多種功能的傳感器，進行瓦斯濃度監測、圖像采集、溫度檢測等。除此之外，采煤機采用EPEC控制單元對液壓控制系統進行控制。

　　2.5采煤機通訊系統設計

　　通訊系統是聯系井下采煤機和井上監控中心的重要信息交換渠道。充分考慮井下的地形環境復雜性，本設計采煤機通信系統采用基于ZigBee技術的無線通訊單元，該技術具有通訊可靠、結構簡單、成本低等特點，能夠較好的滿足井下通訊要求。采煤機遙控系統隨著機電一體化技術的不斷發展應運而生，機電一體化技術不僅應用于煤礦采煤系統中，也可應用于煤礦各部分生產系統，大力發展機電一體化技術，是煤礦實現安全高效生產的重要途徑。

　　3煤礦機電一體化技術的發展趨勢

　　現階段，我國的煤礦機電一體化技術雖然一直在發展進步，但比較于發達國家，仍有一些差距。為此，需針對煤礦機電一體化的配套設備進一步研究，加強機電一體化中各設備之間的信息聯系，確實的保證煤礦安全開采。

　　3.1標準化管理

　　首先需制定一套高質量、高效率的標準化管理制度，指定技術人員針對煤礦機電設備定時檢查、保養和維修，有效杜絕故障的發生。技術人員必須學習并了解機電設備的安裝方法及操作說明。一旦機電一體化技術中出現異常故障，掌握系統中機電設備的具體工作原理，可以在第一時間內找出故障點，及時采取有效的措施進行檢修。

　　3.2智能控制

　　由于煤礦井下開采環境較為惡劣，采掘活動不安全性較高，許多不確定的地質因素可能會導致傳統的作業方式較為危險。因此，需大力研究并發展智能控制，結合機電一體化技術保證煤礦綜合生產系統的安全開采。

　　3.3電力電子學及電氣傳動自動化的發展

　　隨著近幾年研究學者對煤礦機電一體化技術的不斷研究，在煤礦機電直流調速和交流調速系統取得了豐碩的成果，使得電氣傳動自動化技術達到了先進水平，提高了煤礦機電設備自動化水平。

　　4煤礦機電一體化產品在西山煤電西銘礦的應用

　　近年來西銘礦投入大量資金，采用機電一體化技術及產品對礦井設施進行了更新，不僅提高了安全系數，且降低了能耗，增加了經濟效益。（1）綜采液壓支架：2016年6月針對西銘礦3211殘采工作面，引入了ZF400/16/28基本液壓支架116臺，ZFG4800/18/30綜采放頂煤支架7臺，大大提高了殘煤工作面回采率。（2）自耦減壓控制柜：針對礦井設備陳舊問題，2017年1月引入JJ2B自耦減壓控制柜以及BD正交性對旋軸流式通風機3臺，大大提高了井下通風效率及保證了通風安全，體現了機電一體化技術產品的先進性。（3）其他：礦井還針對各系統更新了部分裝置。如QBZ-1200/1140智能防爆組合開關、BJGWD溫度傳感器、ZDC30/30斜巷擋車裝置等。

　　5結語

　　煤礦機電設備一體化技術由先進的機電設備與計算機控制系統結合而成，機電一體化技術成功應用于煤礦綜合生產系統，本文設計的采煤機遙控系統不但提高了煤炭資源生產效率，而且降低了工作人員的勞動強度，大大提升了煤炭生產安全性，提高了煤礦企業的經濟效益。因此，應大力推廣煤礦機電一體化技術在煤礦的應用，積極推動企業的健康發展。

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