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1配备先进的油滤设备
伴随现代工业技术的进步,液压零配件的精密化程度不断提高,但是配件与配件之间的孔隙是客观存在的,理论上无法消除,其对细微颗粒的敏感程度也越来越高。此外,再加上煤矿机械设备专业技术人才的匮乏,包括现有的检测手段与仪器过于陈旧,导致煤矿机械设备不断出现各方面的故障。追本溯源,其症结在于所用的油存在质量问题,而现有的油滤设备无法起到预期的作用,导致大量存在杂质以及被污染的油在煤矿机械设备当中使用,引发机械的运行故障。鉴于此,必须要配备先进的油滤设备,保证油油品的清洁性合格,尽量降低污染油质的情况。
2明确代用油的指标
整体而言,不同品牌以及种类的油,其性能指标的差异非常明显,并且如果两种油混合使用,其内的物质可能会产生剧烈的化学反应,甚至是凝结成为细微的颗粒,对煤矿机械设备的性能造成不利的影响。鉴于此,在使用油的过程当中,要求杜绝混合使用的问题。如果需要更换油,必须要将进行全面的分析,明确两种油的配方的差异性以及是否会产生不良的化学反应等。此外,代用油需要严格尊遵循既定的代用原原则,即是要求选用性能指标相似并且是同一类型的油。尤其需要注意代用油的黏度指标,要求前后所用的两种油的黏度差异<1.0%,并且代用油的黏度允许稍高于原来的油,而不允许低于原来的油,以满足“以高带低”的油代用基本原则。除此之外,还需要兼顾煤矿机械设备实际的工作环境以及温度等自然因素,综合考虑,进一步明确代用油的具体指标。
3选用具有针对性的油
正确选择油是保证煤矿机械设备正常运转的关键要素之一,也是油使用的重要前提条件,有助于充分发挥油的理想功效。在选择油之时,需要注意如下的几点问题:
(1)严格按照煤矿机械设备的实际情况
包括已使用的时长、具体的运行环境、机械设备的型号等基本参数选择具有针对性的油。例如:如果煤矿机械设备的正常使用时间在一年以上,可选择黏稠度较低的油。如果其运行环境粉尘量较大,可选择相对黏稠的油,以便形成强度更高的油膜。
(2)保证所选用的油的油脂品质合格
同时还要考虑到油性能指标方面的客观差异,包括油的闪点、倾点、针入度等具体参数。一般而言,油产品的外观包装会详细地列举出油的性能指标,煤矿机械设备的运维人员可将其作为参考。
(3)在选择油的过程当中
经济性也是不得不考虑的重要因素之一,要求选用物美价廉,并且性价比高的油产品,摒弃一味选用昂贵的油的传统做法,需要根据煤矿机械设备的实际情况而定,选择性能指标合格并且符合经济性原则的油。
2煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中存在的问题
2.1缺乏健全的煤矿机电技术管理体制
虽然国家强制要求煤矿矿井建立相应的机电管理技术体制,但是绝大部分的企业在煤矿生产过程中,没有健全的煤矿机电技术管理体制。例如,部分企业虽建立了机电管理体系,但是没有落实到真正的生产中,容易造成矿井管理秩序的混乱。另一方面,有些监督机电技术管理人员缺乏责任心,没有做到深入检查,发现不了问题,或忽略问题产生的危害性,导致生产上出现很多安全隐患和问题层出不穷。
2.2机电管理技术人才专业性不强
当前,缺乏专业的机电管理技术人才,是中国煤矿企业机电管理工作中存在的突出问题。电力设备管理人员缺乏专业的技能,且岗位人才流动性大,严重地影响了煤矿企业的发展。煤矿行业属于特殊性行业,工作环境恶劣、危险性大,劳动强度也大,若没有完善的人才管理机制,则吸引不了优秀人才。由此导致机电技术管理人员的整体业务素质下降,机电设备的保养及维修工作不完善,从而使矿井生产效率下降。
2.3煤矿机电结构系统问题较多
目前,中国机电结构系统还不够完善,主要表现在以下几个方面:机电设备老化且测试手段落后、机电设备配置不合理、机电设备负荷大等。而煤矿区本身就是一个安全隐患很大的场所,由于上述煤矿机电结构系统问题等问题,会导致水源排放、电力短路、瓦斯泄漏等,若不对煤矿机电系统结构进行完善,则出现的问题更多,严重威胁了中国煤矿企业的安全生产。
3加强煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中应用的具体措施
3.1完善煤矿机电管理工作制度
煤矿机电管理工作是一项综合性较强的工作,如何才能加强整体机电技术管理水平呢?首先,我们需要对管理工作中存在的问题进行系统分析,然后对相关问题进行调整和改进,提高对煤矿机电管理工作重要性的认识,从而使自身管理水平得到提高,具体需要做到建立和完善责任分配制度,清晰地划分管理岗位,加强对人力资源的管理,并执行严格的管理规定和标准,保证煤矿机电管理工作安全有序地进行。
3.2加大机电设备管理力度
有利于设备安全可靠运行设备安装质量,是煤矿机电设备运行安全的重要前提和基础保障,所以,保障设备安装的质量非常重要,那么,如何才能保障设备的安装质量呢?a)在安装时,制定科学、合理的作业规程,由现场主管工程师来进行审批,这样可以大大地避免安装过程中隐患问题的出现;b)要保障设备的安装质量,离不开管理人员的严格检查和验收,管理人员必须对质量进行严格检查,才能进行下一步工序的安装,这样才能确保整个质量安全。对于机电设备的现场检查,我们可以采用三种形式来开展:a)专业的检测人员定期和定时保质保量地对运行电缆、设备和其它小型电器进行全面检查,发现问题,立马解决问题;b)每月至少开展3次不定期检查工作,主要重点可放在电气设备及供电系统三大保护中,其具体措施,我们可以利用奖励法,对有发现问题的,可以给予相应的奖励;c)其它设备的相关人员应该做好日常的检查工作,对每日工作内容做到详细记载(如表1),做到每天来回巡回检查设备的运行状态,及时发现并解决相应的问题。
3.3提高机电设备管理工作的专业素养
好的机电设备,离不开专业人员的管理,其自身的专业技能水平直接影响了管理团队的水平。如定期举行相应管理技术的培训,促进企业内部管理人员技术素质的提升;与此同时,企业应该建立完善的人才激励机制,合理地调整制度,吸引更多的人才加入,提高人才评价的专业水平,实现企业人才的可持续发展。
2煤矿采煤工艺的主要技术
一般而言,井巷布置、开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯与火灾防治等是对深矿井进行开采的关键,同时也是煤矿井下开采生产技术所必须克服的技术难点,目前我国的煤矿井下开采技术有了一定的提高但仍有很多不足,这些问题的解决能够促进我国的煤矿井下开采技术有一个新的提高。
2.1巷道布置开采技术
巷道作为煤矿开采过程中的重要通道,它的合理性与安全性直接影响到煤矿井的工程能否顺利进行,也直接影响到煤矿井的开采成本的高低。所以,煤矿公司应该重视巷道的布置,应实地考察矿井,结合自身的井下采煤的方式,做出最合理的矿井巷道布置。在研究巷道布置的时候,应该充分考虑煤矿的开采技术的娴熟程度和该煤矿内的作业环境以及该矿井的地势情况,不仅能节约运输成本和节省工程时间,还有利于提高煤矿的工作效率。
2.2采场围岩控制技术
采场围岩控制技术对于我国的煤矿安全事业具有十分重要的意义,采场围岩的不稳定必然会造成采矿工作人员的安全隐患。在另一方面,结合现代化理论和分析法、计算测量技术,可以得出煤矿的地质结构情况。所以,应进一步完善围岩控制技术理论,这不仅能够保障煤矿开采的安全性,而且能将对煤矿采场的岩层情况置于掌握中,为井下开采提供便利。坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板是煤矿井顶板主要的两种类型。深孔预裂爆理技术、高压注水处理技术是最为常见的传统岩层处理方法,但是因为在实际运用中其繁琐的操作程序以及高成本费用的缺陷,与现在高技术、低成本的要求相悖,因此无法满足采矿工程所要求的标准而很少被运用。因此岩层顶板处理技术的革新和进步是十分重要的,是必然的趋势。
2.3“三下”采煤技术
“三下”采煤技术比较适用于保护村庄的情形,其主要是通过模拟数值计算以及模拟相似材料来进行各项填充技术与组合的填充技术,另外还包括村庄的房屋的加固以及重建方面的技术。
1)针对复杂的地表条件和目的层断层发育等勘探难点,进行满足叠加和偏移要求的采集参数和施工方案论证;
2)采集思路是采用小道距和较高覆盖次数最终设计8线3炮束状三维观测系统。主要参数为:5m×10m的CDP网络,覆盖次数提高到24次,道数768道,接收线数8条,接收道距10m,炮点距20m,炮排距80m,最大炮检距511.59m。
3)在现场根据复杂的地表条件,灵活设计特殊观测系统,既保证了设计观测系统的完整性,又能够减少野外施工的强度,保证了野外原始资料的品质。
地震数据处理的主要技术措施
1)静校正处理中,采用高程静校正、层析静校正、折射波静校正、EGRM静校正、初至波静校正的分析,最终确定了该地区静校正处理的流程。采用初至折射静校正;使反射波同相轴的连续性明显提高。为进一步消除由于地表不均匀性或其他因素给反射波带来的剩余时差,进行剩余校正,并在此基础上进行叠加速度信息,确保叠加剖面的质量。
2)由于时间方向的能量衰减、单炮之间的能量差异,采用了时间方向上的球面扩散补偿和空间方向上的炮间能量均衡进行处理;同时结合地表一致性振幅补偿方法,完成振幅补偿和能量一致性处理,保证资料在空间和时间方向上的能量一致性。
3)地表一致性反褶积可以解决地表条件变化导致的地震子波横向上的不一致问题,它有抗干扰能力强,对子波振幅有较好调整能力,但对振幅谱的拓宽能力(子波的压缩能力)有限。而预测反褶积对子波的压缩能力强。结合二者优势,本次处理采用了串联反褶积技术,先采用地表一致性反褶积,后进行预测反褶积处理;
4)目前叠后时间偏移方法很多,自有特点,但是叠后时间偏移方法总都要求速度横向不能剧烈变化;否则,叠后时间偏移很难给出精确偏移结果。为了选择最适合资料特点的偏移方法,我们对比不同的偏移方法,并与解释人员一起对比偏移结果,最终确定采用带匹配吸收层(边界)的三维叠后时间偏移方法进行偏移。在偏移速度场的构建方面,根据偏移归位情况调整偏移速度,使煤层的断点、断层刻画的更清晰。
三维地震资料的解释状况
2水平定向钻孔轨迹的基本要素
在实际开展水平定位钻孔轨迹设计操作、测量操作及数据信息处理的过程中,一般多选择钻孔轨迹L中的某一个测点作为研究的基础对象,其选择测点所相应的孔深、倾角与方位角,则被称之为水平定向钻孔轨迹的基本要素。依据相关理论,则测点数据信息仅表现了该点位置的空间位置,测点位置的切线则表示为钻进过程中的前进方向线,亦被称之为钻孔当前轴线,可以通过钻孔当前轴线、来表述测点附近一段钻孔轨迹。测量数据的处理操作与钻孔孔迹绘制,其对钻孔轴线的绘制,均是依据钻孔轴线进行操作的。为确保钻孔轨迹绘制及描述的准确性,要求对钻孔孔迹中存在的测点相应的孔深、倾角与方位角基本要素进行精确处理。在其基本要素中,理论孔深定义为:测点位置所具备的实际钻孔深度值,在近水平钻孔中,多指的是孔口位置到测点钻孔曲线之间的实际长度值,多采取钻杆进行测量,一般用L进行孔深记录;倾角:是指钻孔当前点的切线与水平面之间的最小夹角;方位角:是指钻扎当前点的切线在水平面的投影与北向(N轴)之间的夹角;设计方位钱:开孔方位线在水平面上的投影,代表钻孔深度廷伸主方向。
3煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法
本煤层预抽钻孔的布且形式预抽钻孔一般情况都布宜在煤层厚度大、透气性好、瓦斯含且高、煤层硬度较大的称定煤层中,这样不但有利于成孔和后期钻孔橡定,同时能够保证钻孔的高渗透性。有利于瓦斯的逸出。报据钻有利于瓦斯的逸出。报据钻孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布龙形式主分为走向和倾向布置两种形式。为了保证良好的抽放效果,不能使钻孔穿透工作面或从巷道穿出帆,在实施定向拐商钻孔前,孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布置戳主钻孔布t形式一般以走向或倾向平行布皿为主。在实施向拐夸钻孔后,可采用“一孔多分支”的钻孔布1形式。这样可在顺槽直接开孔,减少钻机椒运次数,提高钻进效率,同时起到“一孔多用”的效果。
4煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理方法
在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中,提出应用平均角法进行轨迹计算。为确保钻进轨迹描述的准确性,可以进行多点测量,降低两侧点间距,提高计算精度,这种方法计算简单,在实践应用中应用较为广泛。此外,在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中还可以采取平衡正切法。然而其方法应用精度偏低,为满足现场实际需求,本文提出应用Excel进行钻孔孔迹测量参数计算,并绘制钻孔轨迹图。Excel工具具备着强大的数据处理功能,通过测量仪器,收集测点深度、倾角与方位角等信息,通过Excel形式进行保存,采取相应的计算方式进行孔迹坐标计算,选择图表导出方式,直观获得钻孔轨迹水平及垂直投影。
二、基于4G通信技术的煤矿无线通信系统
(一)无线移动通信系统架构
针对当前煤矿生产对无线移动通信系统的需求,利用4G中的TD-LTE通信技术来实现高传输速率的宽带无线网络,建立信息化、自动化、智能化于一体的煤矿安全生产管理系统,打破当前煤矿系统安全生产局面,将煤矿井下传感器、视频等各类业务数据进行统一的网络部署,有效解决信息孤岛的问题,确保煤矿安全生产,从而提高煤矿的生产效率。因此,建立基于分时长期演进(TD-LTE)的宽带无线网络,由于基于4G通信技术的无线移动通信系统可以在频谱带宽20MHz下可以实现上行峰值速率和下行峰值速率分别为50Mb/s,100Mb/s,其接入时延可以小于100ms,如表1所示[3],表示4G通信系统与3G无线通信系统的对比,因此,采用TD-LTE无线通信技术不仅可以满足语音和数据业务的实时传输,也可以有效避免数据丢包、延时等问题。下面对基于4G通信技术的无线移动通信系统进行对比分析:1.基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络总体架构主要由基站、接入网关、BRAS及核心网通信构成,其中,核心网网元可以实现语音通信、数据传输及集群呼叫功能,其主要通过IMS+EPC+DSS集群模式来实现的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。将Femto/Pico基站应用于无线通信系统建设中,增强区域的覆盖范围,通过自身的传输网络统一接入到安全网关中,采用IPSEC的方式,以保证网络传输安全。当基站通过提供WLANAP来承载数据业务过程中[5],其也可以通过PDG直接接入网络来承载数据业务,为了确保提高高质量、高传输速率的数据和语音业务,则可以通过直接接入3GPP核心网来满足不同的产品需求,实现统一的业务活动,建立以SmallCell为基站的网管系统,从而实现下层无线网络通信系统与上层网管系统的对接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心网[6]。在系统中设置核心网,其主要作用是提供用户连接、系统管理、网络承载等功能,分析该系统的核心网系统AXUNiEPC-5[7],其主要依托电信级EPC核心网的优势来实现网元MME、PGW等功能融为一体的模式,该核心网实现了移动办公、遥感业务、监视控制及电子商务等基本业务,其可以为用户提供安全可靠的LTE接入。另外,核心网系统还利应用了IMS系统,其是一种全新的多媒体业务形式,其不仅可以满足多样化的多媒体业务需求,还可以实现LTE语音业务系统,并且DSS核心网可以实现LTE的集群呼叫功能,DSS与EPC相比,其都采用了ATCA架构,并且都可以实现设备小型化的核心网。4.建立综合应用无线通信系统平台。利用分布式高性能计算机框架架构来建立一个安全、可靠、统一的综合应用系统平台,为了构建灵活、适用强的处理平台,应在软件处理平台基础上增加分析处理数据的专用支持工具,如支持LTE、Wi-Fi网络和终端的基站系统[8],实现数据传输、视频及语音等各类业务,提供统一的数据存储及应用接口,从而实现自动化管理的应用系统。
(二)无线移动通信系统功能概述
1.调度功能。调度系统是煤矿生产的重要通信手段,生产调度员通过利用调度功能来统筹调度所有资源,并对煤矿生产中各种突发状况进行处理,以保证煤矿生产顺利进行。调度功能主要包括生产进程管理、煤矿生产流程整合及资源分配等功能。2.语音业务。其主要包括以下几种业务:第一,移动电话,其可以提供语音通信功能;第二,紧急呼叫业务,当煤矿井下的集群用户发起紧急呼叫,呼叫中心将会做出答复,其类似与电话业务,具有简单方便、快速的特点;第三,主叫号码识别显示业务,其主要功能是提供主叫用户号码给被叫用户。3.集群通信。为了实现用户之间的通信,利用无线集群通信系统来实现自动化的信息共享功能,与公众无线移动通信相比,无线集群通信系统不仅可以提供系统内部的全呼、组呼之外,还可以提高双向通话功能,通过建立优先等级呼叫和紧急呼叫功能,以满足煤矿生产安全部门指挥调度的需求。4.增殖数据服务。在增殖数据业务中,主要包括提供视频通话、物联网接入、手机终端定位、多种数据等业务,其中,对于视频通话,通过手机实时进行无线视频业务,以便于井上工作人员的判断和决策;数据网接入,通过利用3G通信技术来实现终端及无线传感器等接口的采集,并利用物联网提供终端接入;手机终端定位,即利用4G无线通信技术来实现语音通话及矿用无线通信手机终端定位,即通过操作人员携带的手机与基站之间的信号传输来获得操作人员在井下的信息,这样地面上的工作人员则可以通过计算机来了解井下工作人员的信息,其可以确保煤矿井下的安全生产,同时也可以提供实时信息;数据业务,为了满足煤矿井下多种业务对宽带的需求,实现高速分组无线数据业务,并通过智能手机绑定内部系统,实现信息、视频监控及安全生产实时监控等功能,将综合自动化系统应用于系统中,实现组态软件实时显示功能,当煤矿井下出现异常情况,系统将会提供自动报警提示功能。
1.2在煤矿提升、运输方面的应用煤矿提升、运输是煤矿生产中的关键环节,其工作效率直接影响着煤矿的生产效率,矿井提升机和带式输送机的使用正是机电一体化数控技术应用的具体体现。其中,矿井提升机能够实现全数字提升,而内装式提升机是一种典型的机电一体化设备,简化了机械的结构,将滚筒和驱动有机地连接起来,大大提升了设备运行的安全、稳定性;带式输送机是目前最主要的输煤设备,具有可靠性强、自动化程度高、输送量大、适合长距离输送等优点。
1.3在煤矿安全生产方面的应用煤矿的安全生产离不开监控系统的支持,良好的监控系统能够有效地避免煤矿安全事故的发生。煤矿矿井对监控系统的要求极高,必须保证系统时刻连通,保证随时能与工作人员联络,从而保证井下工作人员的人身安全。机电一体化数控技术在矿井监控系统中的应用,可以将系统主机内的数据库进行连接,利用局域网使其连成同步模式,由专用的通信接口负责主备机的监控工作,并利用专业的软件,对产生的数据进行整理和分析,同时实现了上传、检索、图形显示、打印等多项功能,为矿井监控系统的发展提供有力的技术支持,对煤矿的安全生产具有十分重要的意义。
1.4在其他方面的应用煤矿安全生产离不开井下支架设备,而机电一体化数控技术在支架设备中也有着广泛的应用。利用计算机系统与液压支架系统的充分结合,实现了成组自动移架和定压双向临架,有效地避免了支架与模板和顶板发生碰撞。目前,掘进机的电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱、矿用本质安全型操作箱、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的电气系统。
2机电一体化数控技术应用的相关建议
我国煤矿机电一体化数控技术与国外先进技术相比,仍然具有一定的差距,这就需要相关部门加大科研力度,加大对机电一体化数控技术开发的资金投入,提高我国机电一体化数控技术水平,提高煤矿机械自动化程度。另外,还可以大胆借鉴国外先进技术,根据我国煤矿行业的实际发展情况,制订符合我国煤矿企业发展的机电一体化数控技术的开发规划。随着我国煤矿机电一体化数控技术水平的提高,煤矿生产的效率、安全性等得到了全面的提升,但与此同时,也应该加强对煤矿工作人员的技术培训,使其能够熟练操作这些自动化机械,并且加强对机械设备的管理和维护,确保煤矿生产的安全与稳定。
2控制系统的设计
根据分析可知,带式输送机节能控制的关键是根据运量变化动态地调控带速,通过减少轻载和空载状态下的功率损耗来达到节约能耗的目的。该节能控制装置的接收来自仓位传感器的料位信号、带式输送机称重传感器的重量信号、速度传感器的速度信号,只要通过对上述信号进行逻辑判断,便可按照预定的程序智能地控制给煤量和输送机带速。控制系统是以S7-300系列PLC作为控制中枢,可实现仓位信号、带速信号、称重信号的采集,并利用PLC实现人工智能模糊控制,计算出精确的运行频率,通过调节变频器频率来实现对带式输送机速度的控制。同时,各级分站之间的信号传输以及通信功能均由PLC实现,带式输送机的各种保护功能也通过PLC程序控制实现。
系统预先设定煤仓额定容量的30%~80%为合理存煤量,在这个范围内,需要测量带式输送机实际运量Q,将测量值与设计值进行比较,并以设计的运量为准对带式输送机进行变频调速。当煤仓的实际存煤量超过额定上限时,系统自动发出存煤超限警报,采煤机按指令停机;当煤仓的实际存煤量超过额定容量的80%又未超限时,需要发出减少采煤量的信号,然后以设计运量为参考,通过调节输送带速度来调整实际运量;当煤仓的实际存煤量低于额定下限时,系统将发出带式输送机的停机信号;当煤仓的实际存煤量低于满容量的30%但未低于下限时,可减小给煤机给煤量,即减小带式输送机的实际运量;当实际运量满足低速运行条件时(本系统以低于设计额定运量的一半为低速运行条件),输送机将自动以设定的低速状态运行,最大限度地节约电能。
二、煤矿机电的自动化技术
1.机电自动化。
有机电的产品和技术在一起的内容就可以说是机电的一体化,因为它的结合方式是微电子和机械放在一起的有机结合,是一个新时代的自动化产品。机电自动化技术是一个新的概念,是传统与微电子技术相互结合的一个新的产物,是多种技术混合在一起的交叉学科。目前对机电自动化的定义解释非常的多,它被赋予的内容也在不断地更新,并且微电子技术和机械技术在自动化的程度上有简单的叠加现象,达到取长补短的效果。使它更加的有完整性、科学性、系统性和先进性。而如今,我国生产的煤矿开采机械它的装备上都有自动化的诊断系统和工程监测管理系统,可以对应用过程中所采集的数据进行处理、显示、传输和保存。为机械设备的指导者提供数据资料,对机械产生的内部故障进行自动诊断,给维护维修人员带来方便。
2.控制计算机的网络。
现代化进程的加快,提高了煤矿的安全技术发展,对煤矿的监测管理系统也渐渐增多。它的应用状态一般为相互独立的状态,各自有各自的体系,信息的沟通不畅、不及时,造成重复投资项目多,增大了建设和维护的资金,给维修的工作人员带来困难。由于信息沟通不完全,它的整体可靠性也很差,为了能更好的解决这个问题,就要对煤矿井下现场单台的机械设备,数据的测量点进行计算机的网络覆盖,让现场的任意一台机器都能查阅出所需要的相关信息。并且,可以为各个所能控制的地方发送信息,对煤矿机电的现象进行统一的调度管理和控制。将传统的煤矿企业向信息化、科技化管理的方面进行发展,带来革命性的变化。
3.煤矿机电一体化的特点机电一体化是一个非常完整的应用系统,并且它有三种非常主要的特点,柔性化、最佳化和智能化。
柔性化就是说:通过计算机对软件的控制改变机械的运动规律,并且不需要对硬件进行替换。最佳化就是指:电子技术在今天发展的飞快,为了可以能控制更多的软件或方案,在对产品进行设计时,将电子技术与机械的技术结合在一起,以此来实现最佳化的系统整体性规划。智能化是机电一体化中最关键的要素;是可以通过安装的预定顺序来调解各个机构的运作,使它可以对机器进行自我诊断、自动控制、自动修正、自动信息处理和自我检查等。
三、煤矿机电综合自动化集控的应用
1.在煤矿中的应用。
衡量自动化集控系统技术水平的主要系统就是煤矿机电的自动化集控技术,它也是现今煤矿企业应用最多的矿井安全监测系统。因为我国的机电自动化技术的起步比较晚,自我研发的能力也不是很多,大多时候所用的自动化机电产品都是进口而来的。所以,我国的煤矿机电自动化集控技术的水平也不高,缺乏核心的企业市场竞争能力,更不能与外国的发达企业相比。但是,近几年我国科学发展的技术的不断进步,经济发展的增长速度也很快,在对国外设备的大量引进过程中,也在研发和吸收他们的知识。并且在不断结合我国煤矿企业的真实情况后,也渐渐地开始壮大我国煤矿机电自动化的地位,跻身到国际的舞台上去。在国家对新的煤矿安全进行引导和帮助下,很多大型的煤矿企业也在对集团的自动化技术进行应用和推广,使之准确性更高,成效更好。
2.煤矿煤井提升机的应用。
开采煤矿的主要设备就是煤矿矿井提升机,它的特点是重量大、体积大,并且控制的难度复杂。要想让它达到提升机驱动和提升滚筒部分整合的效果,就要对它进行机电自动化的集控改造技术,这个改造技术的实施可以提升矿井提升机内部结构的升级,使它更加地简单化,并且机器的设备是数字化、智能化的设备,保证了它的安全性和可靠性。比如:在煤矿矿井中寻找多重的矿井地质,就可以利用机电的核心微处理器。他可以非常完美对出现故障的地址进行目标锁定,提升设备的诊断能力,方便计算机之间的通信。同时,也为设备的安装和升级改版带来了极大的便利条件。因为,近几年我国研究的数字直流提升机也取得了重要的成果,核心的相关部件儿也研制成功。也进一步地对煤矿的矿井工作的安全和监控系统进行了提高,更加能保护矿工的生命。因此,现在我国所使用的提升机都是国产的直流提升机。
3.传送带在矿井井下的应用。
在煤矿的煤炭向矿井中运送的环节中,一定要保证它传送的连续性,要完成这个目标就要对传送煤炭的传送带有所要求。并且,是在提高他运输量和安全性的方面。现在广阔的煤矿市场上运用我国生产的传送带也有很多,它是一种带式的传送方式,是机电一体化的产物。它的软件中加入3GST启动设置,是能够在矿井下成功保证原煤不间断运输,在过程中还能有效的、自动智能化的解决一些操作中的问题,减少设备工作的故障率,降低出错的可能。但是,在长距离的运送时,虽然保证了连续运送下的要求,还是出现一些不完善的地方,在传送带的中间驱动点不稳定的现象还有发现,没有能完全的清除掉这里的故障,所以整个设备的寿命和设备的可靠性都受到了很大程度上的直接影响。因此,我们在煤矿矿井的传送带的使用方面还要继续加强,不断地进行分析和研究,使传送带在使用过程中实现系统运输的长久性和稳定性。
4.实现电采煤机的牵引。
进行矿井采煤工作的主要设备就是矿井使用中的采煤机,然而,电牵引采煤机是煤矿机电自动化集控技术在煤矿机电中的典型应用。它是在采煤机中加入了电牵引技术,是利用电来增加采煤机的牵引能力,从而实现它运用中的下滑制动发电,实现电能在采煤机上的有效作用。电牵引采煤机很少出现故障,有稳定的使用性,能维护量小,只要在使用前对设备的启动控电系统中的数据进行合理选取和使用,就能方便、高效地使用牵引采煤技术,提高它的转动能力。这些就是电牵引采煤机在应用中的特点。随着电子技术和计算机技术的发展和应用,这两种新技术也被应用在电牵引采煤机上,并成为煤矿机电企业的动力源泉,长久而稳定。
5.煤矿机电自动化在其他设备上的应用。
随着技术和经济的不断发展,煤矿开采的主流设备技术也在不断的更新,它所采用的先进技术是将液压控制技术与计算机技术进行结合,成为电液控制矿井开采的支架。它能使采矿设备的功能成自动移驾模式,保证双方邻架的安全使用,能够有效地减少在煤矿开采过程中支架和顶板相互冲击的现象。同时也为煤炭开采作业中高压开关柜提供了巨大的帮助,能够为煤矿的开采提供比较稳定的电力系统,满足采矿过程中电器对大功率电能的需求。
四、对煤矿机电综合自动化未来发展情况分析
煤矿机电的自动化和智能化是煤炭开采行业的持续发展和安全生产的新措施,信息化时代的推进也为煤矿机电智能化、自动化的发展提供了基础和途径。为以后的生产节约提供了新的办法。比如:现如今比较先进的远程控制系统,它可以在无人帮助的情况下对煤矿矿井中的作业进行正确的开采和控制、运输等一系列的工作,并记录下工作时所需要的数据,矿井中的温度、湿度的状态等。在自动化的将数据进行分类和归纳,将有用的数据进行保存,使矿井中的工作状态保持在最优化。还有就是无线的WIFI技术也被运用到矿井的智能化服务技术当中,并且成为最典型的一种技术。不仅能为矿井的开采降低成本,还能使它的运用技术更加的方便,并且开采的效率也有所提高。但是,煤矿矿井工作是非常危险的,它出现事故的方式也很多,例如:瓦斯、冲击地压、火灾等,都是导致危险主要因素。所以,煤矿的生产安全也是我们所要重视的。因此,在煤矿开采的过程中,在设备上安装断点控制装置和传感装置也是非常必要的。可以准确进行系统定位,对矿井下的工作人员的情况有详细的了解,并且帮很大。另外,有一些煤矿的煤是比较薄的一层,这种煤矿机电的开采自动化功能也在很大的程度上提高了我国的设备开采率。
引言
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。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。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,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,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。
一、机电一体化技术的应用实践
1.1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,此举大大促进了国内监控技术的发展。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,在“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指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,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。
1.2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;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;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。我国研制成功的具有自主知识产权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,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这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。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。
1.3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、结束语
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,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,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。
参考文献:
[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.
(二)利用液体黏性制动器液体黏性制动气作为一种新兴的转动技术,出现于上世纪70年代,利用主动摩擦装置和从动摩擦装置,形成的里能够促进转动,然后能够同步主动轴和从动轴,并保护转动系统,避免过载现象发生。与液力耦合器相比,该装置体积更小、效率更高,但也存在一些缺点:一是,这种装置要有效控制自身体积,严格限制两个摩擦片之间的距离,使黏性转动次数受到限制。另外,启动转动系统也会被电动机转动影响;二是,开启液体黏性软启动设备,通过摩擦力,两个摩擦片能够持续转动,转动效率受阻,还会增加发热量[3]。在工作运行中,可以持续供应摩擦片的能量,减少摩擦片之间的阻力,确定两个摩擦片的相对摩擦力始终存在,但是这种方法容易出现能源损耗,增加企业的生产成本;三是,需要采用多点驱动应用煤矿机械电子设备,并在电动机运行中,保证均衡的输出功率。
二、软启动转动技术的发展趋势
近几年,在分析功率大的软启动技术过程中,得出一种全新的机电自动化转动设备,从采用技术来看,这种设备与国内外现有软启动传动装置有明显区别,这种设备在一定时间内被称为双向电机差速软启动设备,这种装置能够对软启动技术中的很多问题进行处理,确保功率大的机械电子设备能够实现软启动和停止,速度能够大范围调整,并进行自我超载维护,平衡驱动功率[4]。通过这种软启动技术,功率大的电动设备在理论上电流为零,是一种真正的空载启动,能够对节省电能消耗,周围电气和其他设备的使用时间得到相应延长,一些开关和变压器的选择标准有所降低,还能将用户的初期投资节省一部分。
软启动传动系统的重要构成有功率较大的主电机和功率较小的副电动机。从结构上分析,减速设备的输入轴和主要电动机的输出轴能够用联轴器产生联系,特定结构的太阳轮通过输入一段进行连接,行星轮和内齿轮圈是太阳轮的主要驱动设备,可以用来输出动力。软启动技术的特征是在内部圈轮差动基础上固定蜗轮,运用机械运转模式,连接蜗杆和副电动机,运行软启动技术设备后,通过小型变型设备和数字电机控制设备,这些没有极点的速度调控器能够辅助电动机运行,令电动机能够经过主电动机转动,并确保其空载转动,连接主电动机电源。所以电动机与预期转速一致,连上电源之后,电动机的启动电流不大。
工作人员应首先明确输出轴的软启动技术速度,然后将辅助电动机的速度和内圈齿轮速度降低,保证主电动机的动力能够想输出轴相接的机械负载上逐渐转移,以此实现机械电子设备的软启动技术。与此同时,采用主电动机和辅助电动机的速度相结合,保证满足机械电子设备的软停车应用条件,运用多点驱动模式,比较设备中各主电动机输出的功率大小,对相应的副电动机的运行速度进行严格控制,确保多台电动设备能够匀速运转,并且安全可靠运行,然后有效解决电动机特性不相符的转动矛盾。这种软启动装置还有以下优势:传动效率高、发热量小、维护成本低等。