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矿山机械范例6篇开云 开云体育

发布时间:2023-06-09 08:45:03 人气:

  开云app下载 开云app全站开云app下载 开云app全站经过几十年的努力,我国矿山机械行业得到大力发展,但与国外同行业产品的发展水平相比,有相当大的差距,尤其是在露天挖掘设备和井下运设备等方面差距尤其明显,对矿山机械产品而言,在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距;我国加入wto后,为了加快基础工业的发展,必须加快矿山机械的开发与研究速度。

  近年来,我国矿山机械行业通过对产品和技术的引进,或者与国外著名厂商的合作、合资,加速了产品的更新换代,矿山机械行业有了长足的进步,传统产品的结构、性能和外观有了提高和改进,制造工艺技术水平有了提升。

  但是随着社会的进步和科学技术的发展,生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视,机械安全也逐渐形成了一门独立的学科,并得到了社会的认同。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生; 其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿场所,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。

  尤为重要的是,煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险,一旦遇到明火就会爆炸,引发重、特大安全事故,造成严重的人身伤害和财产损失,为了坚决消灭引爆火源,井下设备必须具有良好的防爆性能“每年由矿山机械设备隐患导致的安全事故都给煤炭企业造成巨大损失,也给煤炭从业人员的人身安全造成严重威胁,矿山机的安全问题越来越引起了人们的高度重视。

  我国矿山机械设备的装备水平参差不齐,现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿;现代化矿井;大型(超大型)现代矿井;乡镇中小型矿井。

  (1)老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求;

  (2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,其中国产设备占了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现;

  (4)在我国现有的2.5万个煤矿中有2.3万个是乡镇中,小型矿井,几乎都由个人承包经营,生产条件简陋,生产方式原始,普遍没有综采机械。

  经过二十几年的研究、开发,我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟,掘进机从轻型发展到了中、重型,切割对象从煤拓展到了岩石,长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高,多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控,安全性大为提高。

  我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进的先进设备,但由于对其他国家技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,一些先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,原有设备没有淘汰,到了设计寿命仍在超期服役,大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘、辐射等因素的影响,导致安全监测设备的可靠性下降;部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换,也是造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。

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  矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,设备仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高,特别是在灵敏度和可靠性方面,许多复杂的难题有待进一步研究。

  虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止,我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段,急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面,现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱,这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。

  已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种,现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分,远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证,但是在煤炭需求旺盛的情况下,人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪,加上不菲的投入,更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前,忽视质量标准化,导致安全质量标准化的滑坡,埋下事故隐患。

  统计资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的,由于矿山工作的艰苦和危险性,矿山机械的从业人员的组成复杂,部分机械设备操作人员文化素质低,对设备的安全性能了解不够,自我保护意识淡薄,习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段,不断强化操作人员的责任心和安全意识,掌握设备的安全操作要领,才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作,杜绝麻痹心理,才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。另外,煤炭企业的管理人员过多地强调产量,追求经济利益的最大化,安全观念不强,对从业人员的上岗培训不到位,致使部分操作人员不能很好地掌握先进设备的使用方法,导致现有的设备也不能发挥应有的技术优势。

  矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题,要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,为矿山机械安全设计提供方法论的指导;对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究,特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度,并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系,通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险,提高本质安全水平。

  由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性,需要企业技术和管理人员转变企业观念,共同承担安全责任,增强安全意识。

  针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。

  我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向,及时跟踪各先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况,加大安全标准的制定力度,积极制定与国际接轨的安全标准,使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品,监察机关也应加大执法力度,保证法规和标准的严格执行。

  随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展,由机械化向半自动化和自动化的方向迈进,对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效,促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实,就必须从现在起加快对从事设计、科研等工作的矿山机械安全技术人才的培养,加强对作业人员和技术工人的选择和培训,全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识,继续推进煤矿安全培训标准化建设,更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。

  [1]煤炭工业部.煤炭工业设计规程[m].北京:煤炭工业出版社,1992.

  [3]杨敬国,晋民杰.国外矿山机械的发展趋势[j].山西机械,2000,增刊,23-241.

  [4]管荣根,张瑞宏,顾 玲.论我国矿山机械的创新与发展[j].矿山机械,2004,(9):22-231.

  推动矿山工业的充分发展,不仅要在矿山机械安全管理方面加强力度,而且还要保证技术工作人员对设备深入了解,并对相关机械设备的规格和特性以及优势进行全面的了解,这样才能发挥其最大优势。

  矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械。包括采矿机械和选矿机械。探矿机械的工作原理和结构与开采同类矿物所用的采矿机械大多相同或相似,广义上说,探矿机械也属于矿山机械。另外,矿山作业中还应用大量的起重机、输送机、通风机和排水机械等。

  矿山机械是专业从事生产各种采矿机械和练矿机械的行业,由于经济的发展和消费的需求增加以及可观的利润是很多企业涌入到了这一行业。然而企业的增加使目标客户市场被分散,利润空间大量缩水,使生产商往往根据市场上原有的机械设备来仿造生产,而不是创新技术和提升科技含量。近几年来,矿山机械市场需求旺盛,2011年机械工业全累计完成工业总产值16.89亿元,同比增长25%。其中120种主要机械产品中,有102种产品产量实现增长,其中矿山机械行业增长速度最快。我国已经进入矿山机械生产、消费、出口大国的行列,但大而不强。

  现如今,由于企业管理不利,使得管理力量非常薄弱,直接对影响设备的正常运行。 在实际的施工过程中, 通常施工项目比较复杂,线长、施工条件艰苦、任务多、工期较短,从而对企业的矿山机械设备和相关的管理人员调动非常频繁。

  目前,企业的目标是追求项目的最大经济效益,从而不断的压缩成本,抢工期,只是重视矿山机械设备的使用,但是,却完全忽略了对矿山机械设备的维护和保养工作。 这样一来,得不到及时维护和保养工作的矿山机械设备长期处在有故障的情况下运行。

  目前,由于企业的大多数工作人员的素质水平都较低;或者是没有经过正规的业务和安全培训,就直接上岗工作。有些人尽管经过了专业的培训, 但是培训内容不具有针对性,在实际的施工过程中,对技术和设备的使用知识运用较少。 特别是对于那些短期的工作人员来说,对他们的技术条件要求会更低,在施工过程中,只要可以操作矿山机械设备就可以上岗工作,从而造成了各种事故的出现,影响了矿山机械设备的正常运行。

  由于企业不重视对矿山机械设备的保养和维修,特别是对于那些需要更新换代的矿山机械设备来说,企业领导存在侥幸心理,只是一味的降低成本,没有安排专人定期对矿山机械设备进行检测。由于更换不及时,再加上企业领导和操作人员的侥幸心理从而引发了很多机械事故。

  根据对我省矿山机械设备现状及存在的主要安全问题进行的分析,查找矿山机械设备的主要危险源,为了预防与减少由于矿山机械设备原因而产生的安全事故,矿山应从以下三个方面做好机械设备的安全管理,及时预防安全事故的发生。

  (1)提升设备装设防止过卷、过速、过负荷和欠电压等保护装置;装设深度指示器;装设跑车防护装置。提升的信号应具备声光兼备;在采用平车场摘挂钩的系统中,安设合格的挡车器和阻车器;绞车钢丝绳应进行日检,应记录绳径、磨损、断丝等实际情况;及时更换钢丝绳;应对钢丝绳进行安全系数的验算;满足提升要求。

  (2) 电机车的闸、灯、警铃、连接器、撒沙装置应经常检查,设置必要的警示标志,提高矿区的道路等级,保证矿山运输的安全。

  (3)矿井主要通风机采用单套时应有能正常使用的备用电机;主要通风机应采用双回路供电;应设轴承温度计、水柱针、电流表等仪表,局部通风机应采用风电闭锁装置。空压机的压力表、安全阀、断油(断水)和温度保护装置应能正常使用。排水设备电源应采用双回路供电、双排水管,排水能力应能满足矿井的排水要求。

  (4)所有设备的机械传动部位应安设防护罩,严禁电机罩开启运行,设备应有保护接地系统。

  3.2矿山机械设备的安全管理方面应制定各种设备的岗位责任制、操作规程等规章制度;设备操作者应实行持证上岗。对设备应定期进行检修维护,保证设备的完好。禁止机电设备带病运行,产生火花、电弧,清理设备周边的可燃物,防止火灾事故的发生。禁止提升超挂重车,运输超载;严禁蹬钩、行人。禁止采用报废车辆运输,特别要对承包运输的设备进行严格管理。

  3.3从提高机械设备操作人员的安全培训方面应对矿山的所有职工定期进行安全和操作技能培训,特殊工种应持特种作业证上岗,提高职工的生产安全意识,杜绝生产过程中违章操作行为。依法规范矿山安全生产行为,改善不良的作业环境,积极预防各类职业伤害事故的发生,是矿山企业的重要职责,也是矿山安全管理的一项重要任务。从以上对矿山机械设备的危险危害因素进行的分析,并针对危险危害因素提出的对策措施,能够在可能发生事故的地方加大管理和增加安全投人,尽可能地把安全事故降至最低。可以通过增加设备安全附件的投入,对机械设备进行整改;建立健全机械设备的全面管理;对操作人员的安全知识培训和安全教育;提高安全生产意识,保证矿山安全有序收生产,为矿山经济建设和发展提供坚实的基础。

  我国土资源部2008年了《关于促进深部找矿工作指导意见》,以促进我国固体矿产勘查向深部拓展。这显示出矿山机械设备股将面临着新一轮的行业需求,尤其是钻探、野外寻矿等诸多设备。越来越多的矿山开始使用机械化作业,提升矿山的开采率,消除安全隐患。在煤炭、铜矿、锌矿等矿山的机械化程度已大大提升,使矿山机械设备的市场容量大大增强。 对此我们应该了解矿山机械设备行业面临的四大发展趋势。

  4.1机械制造业技术的融合在机械辊式破碎机制造业的许多领域,电子控制和软件技术变得同机械工程同等重要。

  4.2机械制造业服务性思维在从电梯到工厂设备等领域,生产厂家的利润增加已不再是因为按固定规格生产产品,而是要求制造厂家能按用户的要求生产产品,以满足用户的个性化特殊的需求。机械制造业不应是在闭门造车,而是利用开放的公共平台和社会资源创新。

  4.3机械制造业更新生产策略在包括印刷机械等在内的若干行业中,机械制造厂借用汽车产业中的构想,把投入不同市场的不同产品,建立在同一个基本工程结构之上,然后在制造过程的后期修改设计,这样可使产品适应特定顾客群体的需要。

  4.4如今矿山机械设备企业越来越注重对高效、节能环保设备的研发和生产。矿山环保设备的自动化、大型化和高效节能化成为矿山机械设备制造企业今后研究的重点。

  矿山机械在计算机技术、网络技术等多学科综合集成的支持下,面向经济建设,在市场需求的驱动下,在人类与自然界的和谐发展中,矿山机械已经向着数字化、智能化、生态化和宜人化方向发展。 加快整合和通过自主创新走产品高端化之路,是矿山机械机械行业适应当前经济发展方式转变的最好方法,也是我国矿山机械不断发展的最佳方向。

  矿山机械设备主要包括潜孔钻、矿用汽车、铲运机等,这些机械设备在矿山开采当中都发挥着重要的作用,直接关系到企业的安全生产和经济效益。而诊断技术对于矿山设备的维护有着重要的意义。诊断技术就是利用现代化的检测设备对现行矿山机械设备的运行状态进行检查和测量,从而确定出机械设备的检修时机的综合方法,是作为机械设备是否有故障隐患、是否需要停机检修的判断依据。通过检测技术及时排除机械设备的安全隐患,防止机械设备的突发故障而影响正常的生产,同时能够有效地延长机械设备的使用寿命。主要的检测技术有以下几项:

  1)无损探伤技术。无损探伤技术在检修工作中已经运用得比较普遍了。无损探伤技术能够检查出主轴存在的发展裂纹,从而防止突然断轴事故的发生。其主要的技术方法有:磁粉探伤方法、滑溜探伤方法、渗透法、超生探测方法、射线探伤技术等,其中超生探测技术比较普遍地用于金属部件的表面裂纹和内容缺陷的检测方法。

  2)用铁谱仪测定润滑油中含金属屑的粒度和量的变化增多趋势.从而判断齿轮或者轴承工作状态的方法。

  3)通过机械设备的温度、振动、噪声状态等来判断机械设备工作状态的检测技术。这种检测技术对于经验比较丰富的人运用得比较熟练,或者根据这些量的频谱分析来综合判断设备的运行状态,从而确定矿山设备检修的合理时机。

  潜孔钻作为一种钻井设备,多用于露天矿山中,其发展经历了磕头钻、喷火钻等,最终因牙轮钻具有钻~L:fL径大、效率高等优点等得到了普遍的使用。矿山牙轮钻的使用维护应该注意以下几点:

  1)现场的准备工作。在潜孑L钻使用之前,应先使用推土机把工作现场进行铲平,把一些大的阻碍物进行清理,以便潜孔钻安全迅速地开进工作现场。

  2)正确操作。潜孔钻的操作相对来说是比较复杂的,轴压力、回轮转数等参数是可以调节的。因此,在操作的过程中不仅需要严格地按照相关的规定对钻机进行启动、钻孔、接卸钻杆等作业,还需要根据矿岩的性质选择合适的钻头及其工作参数,从而提高钻机的工作效率,延长钻头的使用寿命,减少事故的发生等。

  3)降低废孔率。将已经钻成的孔废掉重新钻是非常严重的浪费。牙轮钻司机在钻孔过程中应该探索和总结钻杆偏滑等引起的掉钻、断钻、卡钻等事故的方法,一旦发现不正常的现象就及时地进行处理,防止造成废孔。

  矿用汽车的结构不同,性能相差也比较悬殊,可靠性差别也比较大,因此,矿山管理部门应该根据每个矿山机车及其矿山的特点制定出一套完善的机车维护规程及其使用要点,并且认真地执行。通常来说,矿用汽车的使用维护要点包含以下几点:

  1)车辆的合理使用。矿用汽车的动用应该根据实际的运输计划、汽车的性能、司机的人数、汽车的保养能力及其矿用汽车的备用数量综合确定出矿山汽车的动用数量。

  2)矿山汽车运输的合理调度和组织。矿山汽车的作业地点不固定,并且行驶条件复杂多变,在实际的工作条件之下要受到矿床开拓方法、工作平盘尺寸和挖掘机工作条件的制约,因此,矿山汽车作为一种多机作业的系统,应该结合这些实际的情况进行合理的生产组织调度和指挥。

  3)保证汽车运输道路的质量。由于受工作环境的影响,矿山汽车道路的标准会比较的低,再加上缺乏对道路的保养工作,在受到风暴雨雪和重载汽车的碾压下就会出现变形、隆起、开裂等现象,这样的路况不仅会限制汽车的车速,更为严重的是会加速轮胎和零部件之间的磨损,特别是在临时性道路上这种现象比较严重。因此,矿山汽车道路除了要根据矿山的实际情况提高道路的设计标准之外,还应该加强矿山汽车道路的保养工作,确保汽车规格性能和行驶的要求。

  4)强制性的保养工作。在所有的矿山主要设备当中,矿用汽车的利用率是最低的,其中大多数矿山汽车的零修占有了很大一部分的时间。因此,我们应该根据公司的汽车保养制度对矿用汽车进行强制性的保养,而不是以零修代替保养。

  铲运机的主要作用就是挖土、运土、填筑、整平等,可以分为拖式铲运机和自行式铲运机,按操作系统可以分为索式铲运机和液压式铲运机。铲运机具有生产效率高、操作灵活、不受地形限制等优点。铲运机的维护要点主要有以下几个方面:

  1)工作现场的准备。平整道路、清理工作区的底板。稳固顶板:保证良好的通风和照明,使空气污染程度限制在规定的范同之内;卸载站应该设置挡车装置,防止铲运机的掉下;铲运机尽量采用直进直出的方式,如果必须拐弯,那么应该在拐弯处设置保护电缆装置,并且还应该设置铲运机掉头的地点。

  2)铲运机生产的合理组织。根据矿山的作业条件,制定合理的铲运机作业制度,不管是采用几班倒的作业制度,都应该保证每一班都能够安排维修保养的时间,采用高效的掘进和采矿钻车;加强废气的管理,对柴油机废弃进行净化处理,定期对空气进行监测,禁止把铲运车作为普通机车来使用。

  3)司机的正确操作。司机必须能够对铲运车熟练的操作,并且能够处理一般故障和进行简单的保养工作,接近矿岩时以低速度行进,减少铲运车受到的冲击,不超载,以最大的工作能力运行,尽可能的缩短工作的循环时间。

  煤炭是我国的主要能源,是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。我国煤炭资源丰富,煤炭资源分布面积约60多万平方公里,占国土面积的6%。根据第三次全国煤炭资源预测与评价,全国煤炭资源总量5.57万亿吨,煤炭资源潜力巨大,煤炭资源总量居世界第一。已查明资源中精查资源量仅占25%,详查资源仅占17%。探明储量达到10202亿吨。其中可开采储量1891亿吨,占18%,人均占有量仅145吨,低于世界平均水平。国务院制订的《能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》(草案)指出“要大力调整优化能源结构,坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展的战略”。鉴于我国“多煤、贫油、少气(天然气)”的特点,在今后一段相当长的时间内,能源结构仍然以煤炭为主,煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我国一次能源生产的70%以上,在我国能源结构上占主要地位,有举足轻重的作用。

  根据我国全面建设小康社会的需求,煤炭消费的趋势将有明显上升。在煤炭消费用户的构成中,电力、冶金、建材、化工4个行业煤炭消费量占煤炭消费总量从1990年的50%提高到2004年的84%,其中电力占51.8%,冶金11.64%,年占27%提高到2004年的51%,将近增长一倍。

  进入21世纪,我国煤炭工业快速发展,2000年全国产煤9.9亿吨,2001年产煤11.04亿吨,2002年13.8亿吨,2003年16.67亿吨。2004年全国产煤19.56亿吨,占全国一次性能源生产总量的74.3%,当年煤炭销售量为18.91亿吨,占全国一次性能源消费总量的65%,生产力水平显著提高,产业结构调整取得重大进展。一些企业开始跨地区、跨行业的产业联合,煤、电、化、路、港、航产业链开始形成,形成了一批在国内领先、在国际上具有一定竞争力的大集团,如神华集团、山西焦煤集团、兖州矿业集团等。我国煤炭产量急剧上升,得到了全世界的关注。

  煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业,我国的煤炭产量已是世界第一位,是煤炭生产大国,现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。同时,我国煤炭开采技术装备总体水平低,煤炭生产技术装备是机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构。技术和装备水平低。全国煤矿非机械化采煤60%。大中型国有重点煤矿装备水平较先进,但设备老化程度较大;小型矿井生产技术装备水平极低,煤矿生产工艺落后,作业人员过多、效率低。保障煤炭供应是国家加强煤炭工业宏观调控的重点之一,挖掘煤炭生产潜力,加快大型煤炭基地建设,是重要措施。为此,只有大幅提高大中型煤矿产量,才能在保障煤炭稳定供应的前提条件下,遏制小煤矿发展和淘汰小煤矿,完成煤炭生产结构优化调整。1998年12月以来,国家对煤炭产业结构进行了重大调整,关闭了五万多处小煤矿,淘汰了一批落后的生产能力,通过宏观调控,煤炭生产形势好转,供求关系趋于平衡。目前我国煤炭生产企业2.5万多家,其中规模以上的企业约占60%左右,2005年计划关闭2000多家小煤矿。

  1、我国煤炭企业规模小、产业集中度低我国煤炭企业的突出特点是,规模小、效率低、安全状况不好,产业集中度低。据煤炭行业统计数据分析,2002年国有重点煤矿占52%,国有地方煤矿占18%,乡镇煤矿占30%。按井型划分,大型矿井占32%,中型矿井占18%,小型矿井(含乡镇煤矿)占48%。2004年,全国约有煤矿2.5万处,95%以上的小煤矿,矿井年产能力不足3万吨的矿井约占40%,煤炭产业的集中度只有15%,远远低于世界主要产煤国家的水平。国际先进的产煤国家,煤炭产业规模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心竞争力,做强做大,提高了全球煤炭产业的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭产量约占全球产量的18.81%,有5家公司的煤炭产量超过1亿吨,其中排名第一的皮博迪公司达到1.83亿吨,力拓公司达到1.43亿吨,美国前4家企业的煤炭产量占本国煤炭总量的46.9%。

  2、我国煤炭装备落后,机械化、自动化程度低、缺少大型成套设备.我国煤矿生产基础薄弱、国有煤矿连续紧张生产的矿井占总数的近50%,矿井主要生产设备严重老化,超期服役的占30-40%,部分乡镇煤矿设备简陋、生产条件差,有的根本没有机械设备,仅为人工开采,不符合有关煤炭法规要求,当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着“采厚弃薄”、“吃肥丢瘦”等浪费资源现象,全国煤矿平均资源回收率为30-35%左右,资源富集地区的小型矿井资源会回收率只有10-15%。据煤炭行业统计数据分析,2002年我国国有重点煤矿采煤机械化程度为77.78%,综合采煤机械化为62.98%,掘进机械化程度为81.15%,综合掘井机械化程度为15.03%,地方国有煤矿机械化程度更低。当前全国采煤机械化程度仅为42%,除国有大中型煤矿采掘机械化程度达到75%之外,大多数煤矿生产技术水平低,装备差、效率低。特别是乡镇煤矿,基本上是非机械化开采。2004年乡镇煤矿产量占我国煤炭总产量的39%。对不适宜用放顶采煤的5.5米以上煤层,要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法,但目前国内没有相适应的高产高效的综采成套设备。而国外美国久益(JOY)公司、德国德伯特(DBT)公司和德国艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤层一次采全高的高产、高效综采成套设备。神华集团引进的成套设备年产突破1085万吨,工作面长度突破300米,最长的工作面已超过400米,工作面总装机功率已超过5000kw。而国际先进的产煤国家,煤炭生产呈现出大功率重型化、自动化、集约化、按照环保的特点。国外先进的采煤设备向大功率、重型化发展,设备储备系数大、运行可靠性高。DBT(德国德伯特)、JOY(美国久谊)和Eickhoof(德国艾克夫)等采矿设备公司都制造出具有自动化功能的产品。美国联邦2号矿在工作面实现了跟机自动移架。澳大利亚Batana煤矿实现了自动割煤和跟机自动移架。特别是信息技术在煤矿生产中得到广泛应用,先进煤矿广泛采集工作面设备运行参数和环境安全检测信息,在工作面集中显现并通过以太网传输到地面计算机,实现远程运输和故障诊断。运输系统、供电系统和通风系统均无人值守。实行集中远程操作、视频监视,辅助有专人巡视。井巷布置集约化,生产系统和环节少、实现了生产高度集中。通常是一矿、一井、一面生产。有些先进的长壁工作面每班只需6人,其中采煤机司机2人,维修工1人,机头集中操作工1人,另外2人替换休息。高度重视工作环境的改善和人体安全防护。实现计算机监测安全信息,监测探头遍布整个矿井。液压支架具有跟机自动喷雾和移架自动喷雾功能;采煤机上方安装导风板,减少煤尘进入人行空间。采煤机运行的下风侧几乎无人作业。

  3、煤矿安全生产事故多我国煤矿安全生产方面,重大瓦斯事故多发,煤矿事故的总死亡人数达到了高峰,2004年我国生产约20亿吨煤,事故死亡约六千人,这几年煤炭产量大幅度增长,煤矿百万吨死亡率还是下降的。由1994年的5.59人下降到2004年3.08人,美国生产约10亿吨煤死27-31人,百万吨死亡率约为0.039;波兰百万吨死亡率为0.09;南非百万吨死亡率为0.13;俄罗斯百万吨死亡率为0.34。我国百万吨死亡率是美国的约100倍,俄罗斯的约10倍,印度的约12倍,大大超过煤炭先进生产国家。据有关专家讲,矿井安全检测仪表,安全设备均在设计中作了考虑,多数事故都是矿井管理问题,真正因设备问题而发生事故较少。先进产煤国家依靠大型、强力综采技术装备已经完成从普通综采机械化向矿井高效集约化和自动化生产的过渡。高产高效煤矿的建设不仅提高煤炭生产效率,实现煤矿集约化生产,并为煤矿生产过程中的安全监测、监控创造条件,从而有效的预防和控制煤矿安全生产事故。先进产煤国家安全生产上十分重视,不仅有健全的安全生产法规体系,还有严细的生产安全措施,严格的煤矿生产准入制度,而且实现了计算机监测安全信息,监测探头遍布整个矿井,保证了安全生产。

  据煤炭行业发展规划相关内容,“十一五”期间,我国将新建煤矿3亿吨左右,其中投产2亿吨。国家将在“十一五”期间,对煤炭行业的工业结构进行调整,大力整合、改造、关闭小煤矿,同时适度加快大型煤炭基地的建设,开工一批现代化大型煤矿、置换落后的生产能力。“十一五”期间煤炭行业现代企业制度要进一步得到完善,大型煤炭企业集团基本形成,到2010年要形成5-6个亿吨级生产能力的特大型企业集团,5-6个5000万吨级生产能力的大型企业,产量将占全国煤炭总产量的60%左右。通过新建和老矿井技术改造,全国将建成300处高产高效矿井,高产高效的矿井产量将占全国总产量的50%左右。“十一五”期间,国家将建设神东、晋北、晋东、蒙东(东北)、云贵、河南、鲁西、晋中、两淮、黄陇(华亭)、翼中、宁东、陕北等13个大型煤炭基地,这些基地的储量,占全国储量的70%以上,作为煤炭供应规划和建设的核心。初步预测全国煤炭需求量:2010年为25-27亿吨、2020年为30-32亿吨,均占能源需求量的60%以上。据相关部分统计,2004年国有重点煤矿原煤产量9.22亿吨,超过其核定生产能力50%以上,煤炭生产能力严重不足。经测算,到2020年,新建和在建的国有煤矿的生产能力约为7.1亿吨。如果届时中国小煤矿的产量仍保持目前的6亿吨,按需求预测的高端方案,未来20年中国需新增煤矿产能17亿吨,年均8500万吨;按需求预测的低端方案,未来20年中国需新增煤矿产能13亿吨,年均6500万吨。

  “十一五”期间,煤炭工业的生产技术水平将明显提高。国家将建成140个高效安全现代化矿井,国家将加大对煤矿建设项目的支持力度,已先后有17个煤炭建设项目,由国家开发银行出具贷款承诺,还将100多个高档普采工作面升为综采工作面,100多个普采工作面升为高档普采工作面。这样,中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80%以上;大型煤矿国内先进水平装备率达到20%,国际先进水平装备率达到6%,中型煤矿国内先进水平装备率达到10%,小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。据此分析,煤炭需求的急剧增长,上述煤矿采掘机械化指标还会有所突破,这为煤矿装备的发展提供了广阔的市场前景。

  我国煤炭开采90%以上的井工开采的,井工开采占煤炭开采的主导地位。为迅速提高我国综合装备水平,要以科学发展观为指导,采取跨越式发展模式。在“十一五”期间应以日产2.5-3万吨(年产1000万吨左右)的综采成套设备国产化为突破口,全国实现综采成套设备国产化,推动我国矿山机械工业的发展。

  预计从2004年到2020年,每年新增综采工作面成套设备为30套、普采工作面成套设备50套,每年设备更新量约为现有的基数的六分之一。粗略估算,2010年采煤成套设备年需求量将达到500台套左右。高产高效综采技术的核心是井下工作面综合机械化采煤输送设备,主要有采煤机、刮板输送机、液压支架和带式输送机。急需开发研究的电牵引采煤机:装机总功率为2000kw左右,供电电压为3.3KV、采高范围为5-6m,生产能力达3000t/h左右。

  液压支架:最大工作阻力12000KN,立柱最大缸径ф480mm,支护高度6m,架间距1.75-2m,支架降移升时间8-12s,采用电液控制系统。

  大型带式输送机:装机功率1500-4000KN,电压3.3KV,带宽≥1.4m,带速≥5m/s,运量≥5000t/h,距离50000m以上,托辊寿命5万小时以上,减速器寿命7万小时以上。

  我国目前综掘机械化程度比较低,仅为12.81%,远远跟不上综采机械化的发展,其中掘进机虽有较大的发展,但整体技术水平仍比国际先进水平有较大差距。

  需研究开发先进的掘进机:其截割功率300kw以上,截割断面最大可达42m2,经济截割硬度达f12,可靠性要求,齿轮寿命在20000h以上,轴承寿命在30000h以上,力争整机掘进10000米无故障。

  同时要结合我国国情和煤矿实际工矿,开发研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载、除尘等功能为一体的掘锚联合装备机组,可大大提高掘进速度。

  我国薄煤层储量约占总储量的21%左右,但是由于煤层薄,作业空间小,工作条件恶劣,薄煤层高产高效开采技术一直是我国煤炭工业研究探讨的重要难题。刨煤机作为一种“浅截深、多循环”的采煤设备,是实现薄煤层高产高效的有效途径。提高薄煤层机械化水平加快薄煤层资源的开采进度,不仅可以充分利用有限的资源,提高矿井整体生产能力,同时,也有利于保障煤矿的安全生产。开发研制大功能、高强度、高效率、紧凑型的全自动刨煤成套设备势在必行。全自动刨煤成套设备(采高0.6-1.8m),主要包括刨煤机、配套刮板输送机、薄煤层液压支架、顺槽转载机、破碎机等产品。我国目前主要从德国DBT进口主机——刨煤机及配套刮板输送机,由北京煤炭机械厂配套薄煤层液压支架,张家口煤矿机械有限公司配套转载机和破碎机。到目前已进口六套(铁法2套、晋城、西山、阳泉、大同各1套)。开发研制的全自动刨煤成套设备:其生产能力1000吨/小时,铺设长度250-300米,适应煤层厚度0.8-2米,适应煤质硬度F≤3.5,适应煤层倾角≤25度,功率2×400kw(刨头部分)、刨煤方式为双速混合式,上行速度0.88米,下行速度1.76米,刨深≤120毫米,上行90毫米,下行30毫米、下链牵引,牵引链38毫米D级,刨煤机采用智能控制系统,能自动监视故障性质和位置。

  目前我国约90%的原煤是靠井工开采的,矿井提升设备是井工开采的咽喉设备,它不仅关系到矿井的产煤量,而且直接影响到人身和整个矿井的安全。我国煤炭产量到2020年将达20-32亿吨,估计每年需新增大型、特大型矿井提升机约30台套,考虑到更新改造,综合估算在“十一五”期间平均年需各类提升机150-180台套,其中大型和特大型约占20%,中小型约占80%,每年新增提升机产值5.4亿元左右。开发研制适用于年产1000万吨的特大型矿井提升设备,其规格为6×4、7×4多绳提升机、最大拖动功率单机为6000KW、双机为2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒,整机使用寿命为25年。

  采用恒力矩、恒减速液压控制系统:采用计算机数字控制自动化运行,提升速度及容器位置的监控全由电气自动检测、反馈、调整。实现提升机的全自动化监控运行。

  露天开采占我国煤炭总开采量的10%左右。露天开采与井工开采相比具有煤炭资源利用率高,开采成本低,作业现场和工作人员更加安全等优点。所以,发展露天开采更有其井工开采无法相比的作用和意义。大型露天矿设备从设计、制造到使用的技术性强,世界各国都争相把最先进的技术成果用在大型露天矿设备上,因此发展大型露天矿设备可以带动机械、电气、液压、信息等行业的发展,推动和促进我国民族工业的发展。当前世界露天矿开采特点是:高度集中化开采与集约化经营;开采工艺的多样化;企业管理的计算机化与智能矿山;合理充分利用资源,重建生态环境保持可持续发展等几个方面。在我国大型煤炭基地建设总体规划方案中,神东、晋北、蒙东(东北)、云贵、黄陇(华亭)、陕西等基地都建有大型露天煤矿,仅霍林河、伊敏河、胜利、平朔哈尔乌苏2000万t采选项目中16-45m3矿用挖掘机市场需求量就可达30-50亿元;哈尔乌、武家塔、马家塔采选项目等需大型拉铲15-20亿元,又比如对半连续开采工艺设备仅蒙东要建7个5000万t级煤炭基地,建设一批保证胜利一二三号、百音花、伊敏河、宝日希勒一号和二号等超过千瓦吨级大型露天煤矿,加上神府、哈尔乌苏和原有五大露天煤矿的改建及二、三期扩建,移动式、半移动式破碎站需求量在40-60台(套)之间,要求移动式(半移动式)破碎站的生产能力达到每小时2000-4000吨(碎煤),最高达到每小时6000吨(碎岩)。在上述煤矿建设中对矿用卡车的需求量,估计,“十一五”期间需100t级矿用车在250辆左右。当前需要开发研制斗容28m3、45m3的大型机械式正铲,斗容70m3、90m3、100m3臂长约为100m的大型拉铲,降低电能消耗17%,减少机械零部件应力载荷约30%,提高零部件使用寿命,使平均无故障时间达到国际先进水平。开发研制斗轮挖掘机,争取与国外合作制造3600m3大型斗轮挖掘机,达到国际先进水平。开发研制移动式、半移动式大型破碎站,其生产能力t/h,破碎物料强度≤150Mpa,给料粒度1500×1500×1500-2500×2500×2500mm,排料粒度≤350mm,立机形式新型双齿辊破碎机(中心距1500-1800mm,辊长2500-4000mm,功率2×300-2×500KW)。开发研制带宽2m的大型带式输送机,功率3×1400KW,运输量12000t/h,半固定式单机长8820m,移置式单机长5270m,在-45℃低温下能正常运行。争取与国外合作,开发研制载重170-360t的大型电动轮自卸车,并达到国际同类产品的先进水平。

  (6)煤炭洗选加工设备煤炭清洁洗选加工技术是资源综合利用的基础,是提高煤炭热效率的有效途径,也是保障国民经济可持续发展和环境保护的需要,煤炭洗选加工业在政策扶持、科技进步、市场拉动、投资增加和环保要求的推动下,呈现出快速发展、总体推进、扩量提质、增效降污的可喜局面,原煤入洗比例不断提高。到2004年末,全国共有年入洗3万吨及以上的选煤厂2000余座,设计能力7.5亿吨以上,原煤入洗量为5亿吨左右。2005年,全国原煤入洗能力将突破8亿吨,入洗量将达到6亿吨,入洗比例达40%,根据煤炭工业规划,到2010年原煤入洗率达50%,原煤入洗量提高到11亿吨,炼焦煤全部入洗,动力煤入洗率达到40%以上。据此计算,每年将新增8000-10000万吨原煤入洗,按400万吨规模洗选煤厂计算,每年将新增25座大型洗选煤厂,加上现有洗选煤厂的技术改造每年约需洗选煤设备250套左右,洗选煤设备的发展潜力很大。为适应煤洗选加工的要求,应开发研制单机处理能力为1000-2000m3/h的新型浮选机,其主要参数能够实现自动控制。开发研制筛子面积≥28m3的高可靠性大型直线振动筛。开发研制入料粒度25-400mm、处理能力为300-400T/h的高效液压动筛淘汰机。开发研制筛篮直径≥1.4米,处理能力≥300T/h的大型卧式振动离心脱水机和400m2高效精煤压滤机、处理能力≥35T/h的沉降式离心脱水机等高效脱水设备。开发研究并解决300-400万吨/年的大型选煤厂的集中控制和智能化管理技术与装备,实现选煤的全过程的主要工艺参数,煤炭灰分、水分、发热量、悬浮液密度、入料浓度、流量、旋流器入口压力、跳汰机床层厚度、松散度、浮选加药量、耙工浓缩机溢流水的浊度、皮带输送机的煤流量等指标的在线检测、实现跳淘机、浮选机、重介旋流器、压滤机等主要分选设备单机自动化控制系统和选煤厂全厂的综合自动化控制系统。

  机电液一体化技术显示了其强大的生命力并且顺应了时代的发展方向,实践表明机电液一体化技术在工业领域得到了广泛应用,尤其是矿山机械行业,不仅可以提高矿山机械的输出功率,还可以实现自动控制和安全保护等功能。

  机电液一体化系统,绝非仅为机械、液压与电子电器的简单组合。否则,包括有这三个部分的矿山机械都可称已实现机电液一体化了。机电液一体化为矿山机械:装上了感觉器官――传感器,布上了神经系统――传输线路,添上了信号处理单元――单片机或微机,这三部分组成的机电液一体化系统,使矿山机械的性能发生了巨大的变化。

  我国在这方面研究同样比较早,天津工程机械研究所与上世界70年代采用全液压机无线控制技术研发了线电遥控水陆两用推土机。由于我国矿山机械大部分采用吸收引进加自主创新的发展方式,但受限于国外关键技术的封锁和创新能力的滞后,我国矿山机械机电液一体化技术与国外发达国家仍有一部分差距。

  液压系统具有体积小、重量轻、传递功率大的优点;容易实现无极调速;容易实现往复运动更适合矿山机械的使用特点;控制简单,易于实现自动化控制;液压系统中的元器件易于实现标准化、系列化、通用化,便于推广和维护。新型矿山机械液压系统具有以下特点:

  (1)合理匹配液压泵和负载运动特性,合理布局液压元件的数量和位置,减小液压元件之间的能量损失,提高液压传动的效率。

  (2)选用合适的液压元件和密封措施,保证矿山机械在作业工作时不会因为外界的振动和冲击导致液压油泄漏。

  (3)液压系统设计时应具有防振降噪措施,除了在液压泵、液压阀和油箱的安装面上设置防振脚垫外,还应尽量液压集成模块来代替液压油管。可以采用蓄能器吸收低频噪声,采用增大管径和使用软管的方式吸收高频噪声。

  根据现代矿山机械开采的实际需要,矿山机械逐渐具有更多功能,并且更加智能化。因此矿山机械不仅应具有可靠的硬件,更应就有强大的数据处理能力和敏感的感测能力,能够实时检测该矿山机械的状态。使用先进的微处理器、高性能的敏感元件和传感器,可以提高整机的响应时间,提高使用效率和敏捷性,使矿山机械面对复杂环境时能够快速做出反应。同时引入更加先进的激光传感器、超声波传感器、语音传感器等高精度传感器可提高机器的机器人化程度,便于整机的柔性控制。另外,在矿山机械与控制系统之间通信传输将广泛采用汽车行业中的CAN-BUS通讯技术,可以有效降低控制信号在传输中的衰减和失线世纪全球正面临着能源危机,全球正在进行节能减排活动,因此在矿山机械的设计之初就应该考虑降低能耗的设计。动力方面可以使用电喷式发动机,可以有效提高燃油效率,并能进行自动控制;液压驱动方面,努力提高液压传动的效率,减少油液的泄露和损失,避免油液泄露污染环境;材料方面,可以采用新型金属材料,不仅可以调高矿山机械的强度,还可以减轻整机重量,从而节省了驱动过程中的能耗。

  在具有先进的微处理器、传感器、控制元件之后,必须开发与之相适应的功能强大、可靠性高、适应性强的软件,用于实现机电液一体化智能显示控制。随着现代各种汇编语言和高级语言的发展,不断的有新的编程平台出现,为矿山机械的控制软件开发提供了便利条件。同时,软件开发中的控制算法也日趋重要,可用专家系统建立合理的控制算法,PID和模糊控制等各种控制算法的综合控制算法将会得到更完美的应用。另外,软件开发中应留有二次开发的位置,为差异化、个性化的矿山机械实现各项功能。

  随着矿山对大规模作业,多巷道同时施工,开采进度要求的提高,智能化的多台不同种类矿山机械协同作业是未来发展的趋势。机群的协同作业是智能化的单机、现代化的通讯设备、GPS、遥控设备和合理的施工工艺相结合的产物。这一领域也为机电液一体化在矿山机械上的应用提供了广阔的发展空间。诚然这是未来矿山机械的发展方向,甚至未来可以实现无人开采,但目前基于矿山机械智能化发展进程,我们应该循序渐进,一步一步实现技术突破。

  为了防止信号传输、传感器使用、电机使用过程,外界及其自身造成的电磁干扰,未来应广泛采用电流变流体技术。电流变流体(ER流体)在自由状态下为可自由流动的混悬液体,一旦处在电场作用下,它会迅速固化,根据电场强弱程度分别显现粘稠、胶凝和坚硬的状态,且固化度与场强成正比。这种特性使它能理想地运用于液压系统和机械系统的阀、阻尼器及动力传输装置等。他对电信号响应极快,实在不到1ms的时间内实现状态变化。它采用PWM控制,可降低能耗,简化设计,延长寿命。

  矿山机械是现代矿山开采的重要工具,而机电一体化技术推动着矿山机械的不断发展。本文从矿山机械的机电液一体化系统的组成介绍了其特点和发展历程,并分别从液压效率提高、微机处理器性能提高、软件性能提高、智能协同工作等方面介绍了矿山机械机电液一体化的未来发展趋势,为我们以后深入研究矿山机械机电液一体化技术奠定了基础。

  [1]查森林,王东生.浅谈我国矿山机械再制造现状[J].矿山机械,2012,40(3):1-6.

  当前,科学技术不断地发展,各种新技术也不断的涌现,推动了我国机械工业领域的快速发展。与此同时,计算机技术与微电子技术的有效结合,促进了机电一体化技术的产生。机电一体化技术是对机械技术、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进行综合运用的一项技术,其通过对各个布局和单元的合理配置,实现多功能、高质量的技术价值,并且广泛的运用于机械生产领域中。如今,机电一体化已经在全球范围内获得广泛的应用,其对于全球的经济、科技以及社会的发展有着重要的影响,同时也成为了衡量国家综合竞争力的主要指标。

  机电一体化技术是一门独立的科学技术,其中涉及到多个科学的知识,也可以说,其是建立在其他技术全面发展的基础之上。机电一体化技术的核心技术应当包括:①机械技术,也是机电一体化技术的基础,机械技术与计算机技术和电子技术的有效结合,最大限度的发挥机械技术的优势;②计算机与电子技术,主要对机电一体化技术中信息的交换与存储等环节进行处理,而且融入了专家系统技术、人工智能技术等;③系统技术,是以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。

  机电一体化产品的主要特点有:①具有记忆、运转以及信息处理功能,能够满足矿山机械对产品性能和功能方面的要求;②该产品的结构较为简单,使用较为便捷,并且逐渐向着更轻、更薄、更加精巧的方向发展,坚持遵循系统标准化和模块化的生产标准;③根据机械设备的符合以及运转情况进行及时的调整和控制,实现资源与能源的节约;④具有自动监测和故障诊断功能,提升系统运行的稳定性。

  在煤炭生产行业中,西方国家先后采用了连续采煤机以及可移动的长臂式机械用来提高采煤的效率,并且取得了一定的成就。就我国煤炭行业而言,长期的大规模的粗放式开采,在采矿的效率方面始终未获得较大的进展,而且原始的开采方式已经无法适应当前国家和社会发展对能源的需求,尤其是传统的开采方式会造成边角煤、残留煤的大量存在,对于环境资源造成了巨大的影响,基于此,适合煤炭生产工业发展的机电一体化技术的应用,就成为了一种必然的趋势。

  矿井安全生产监控系统是机电一体化技术在矿山机械中的应用的典型表现。我国在监控技术的应用方面起步较晚,在上世纪80年代初期,从国外引进了一批安全监控系统,并且被应用在一部分煤炭生产中;在对国外设备进行引进的同时,我国也结合自身的发展情况,不断的研制适合我国煤炭生产的技术,直到上世纪90年代以来,我国自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统,比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,这些系统有着明显的特点,主要体现在监控系统的智能化水平高,而且具有较为先进的网络连接功能,在该系统中运用了计算机操作系统,实现了对生产的实时监控。与此同时,在我国科学技术和经济水平不断发展的情况下,对我国各个类型的煤矿高瓦斯矿井专用的监控系统进行了大量的研究,从此,系统生产厂家便快速的增加,也为我国煤矿事业的发展提供了更多可选择的机会。经过多年的运行实践可以看出,安全监测监控系统在保证现代煤矿安全生产中有着重要的作用,有必要对我国自行研制的监控系统以及与其配套的传感器设备的现场应用效果进行科学的评价,并且在此基础上进行不断的改进,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KJF200O和北京瑞赛公司的KJ4、KJ2000等系统都充分说明了我国在煤矿监测监控系统方面的先进技术。

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  矿井提升机是现代煤矿生产中常用的一种大型设备,尤其是内装式提升机的运用,从结构上看,其与滚筒和驱动结合成为一个完整的整体,使得机械结构变得更为简单,这也是一种典型的机电一体化设备,充分体现了机械设备与电力电子技术的有效结合。提升机具有很高的而可靠性,并且能够实现故障寻址以及诊断等动作的重复完成,以此来实现自我诊断功能,同时,其通过简单而且快速的通信功能实现对故障的快速判断。在这种全数字提升机中,使用的是总线方式,将电气安装的难度极大的降低,具有兼容功能的硬件结构也较为简单,使用的零部件较小,使得启动、控制的速度和效率都极大的增强。当前,煤矿提升机中使用的最为广泛的,是我国国产的全数字化直流提升机,我国在该项技术的研究方面具有明确的自主知识产权。与此同时,我国也成功的研制了第一台使用变频器供电的交流提升机。在矿山机械中使用的提升机中,广泛的运用了计算机技术,使得系统的安全获得更多的保障。提升机安全保护系统具有明显的特点,其使用两台计算机装置,并且分别安装独立的检测和传感装置,独立完成数据处理。两台计算机能够实现同步的运转,并且互相检测,并且能够形成对比和校正,能够有效的提升系统运转的效率,保证提升机的安全运转。

  我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;②增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

  近年来,随着科学技术的不断发展,集计算机技术、微电子技术等技术为一体的机电一体化技术的应用范围也将日渐的广泛,其产品不断向着自动化、数字化、智能化的方向发展,其在矿山机械中的运用,也成为了矿山综合自动化发展的基础。随着机电一体化技术在煤矿采、掘等工程中的应用,使得我国煤矿生产能力极大的增强,促进了我国煤炭工业的持续发展。

  [1]史映红,周志海.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术,2011(02)

  [2]侯利华.机电一体化在矿山机械中的应用[J].硅谷,2012(01)

  [3]许勇,邹慧君.机电一体化系统功能原理求解[J].上海交通大学学报,2006(07)

  [4]张葆青,闫石,陈爽.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].机床与液压,2011(24)

  [5]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2007(03)

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