采煤设备（共10篇）
采煤设备 篇1
当前, 在我国的采煤设备技术不断提高的同时, 煤矿中也广泛运用了机电一体化技术, 并且机电一体化技术对煤矿生产有着越来越重要的作用。对采煤设备机电一体化技术进行研究、开发、运用, 能够把煤矿生产效益与安全性提高。
1 采煤设备机电一体化的发展现状
机电一体化技术及与其有关的产品在20世纪70年代末开始在煤矿生产中得到推广与应用, 从八十年代起, 发达国家在对采煤设备进行研究、开发与生产方面, 设备逐渐趋向自动化与大型化, 而且具备较长的寿命和较高的可靠性, 这些决定了机电一体化技术的发展趋势。关于采煤设备机电一体化的发展, 中国曾经提出了以下发展目标:截止到2010年, 中国的小型煤矿的机械化与半机械化程度需达到40%以上, 中型煤矿的机械化程度需达到80%以上, 大型煤矿采掘机的机械化程度必须达到95%以上。
我国采煤设备机电一体化技术研究和国外先进国家的同行相比, 仍然存在很大的差距, 综采设备机电一体化在煤炭行业中的应用尚处在起步阶段。但是, 近些年, 我国的综采设备机电一体化技术已经打破了全部引进的局面, 实现了部分的国产化。比如, 由生产厂家和科研院所共同研制的交流电牵引采煤机, 变频器作为电气关键部分是从国外引进的, 也就是部分电控设备采用的是引进技术, 其余使用的全部是国产技术。电液控制的液压支架还处在实验阶段, 在国内还未有正式产品问世。重型工作面刮板运输机微机控制的软启动系统还未具备故障诊断系统与综采设备工况监测功能, 尚且处在实验与研制之中。
2 采煤设备机电一体化技术在煤矿生产中的重要作用
由于煤矿机电一体化技术有机地结合了液压控制技术、电子技术与机械技术, 因此把煤矿机械的各种性能都大大的提高了。当前在煤矿机械中普遍应用了以微处理器或微机为核心的电子控制装置, 煤矿机械的很多领域也都应用了电子控制技术, 比如煤矿机械的故障报警、故障自诊、在线状态监控, 提升机的PLC系统操作与采煤机的变频控制系统等。
在科学技术快速发展的同时, 对煤矿机械的性能也有着越来越高的要求, 电子 (即微机) 控制装置在煤矿机械中将具有维护更加专业化、结构更加复杂化、应用更加广泛化的趋势。由于机电一体化涉及到煤矿的生产安全, 因此其对煤矿有着巨大的影响。当前我们国家进口与国产的煤矿机械的数量不断增加, 因此, 煤矿机电部门当前的重要使命就是把这些价格昂贵的煤矿机械应用与管理好, 尽量把其社会效益与经济效益最大程度的发挥出来。
3 采煤设备机电一体化技术在煤矿生产中的应用
以下主要从不断提高员工使用机电一体化的水平、采煤设备机电一体化在煤矿中的应用功能、采煤设备机电一体化在煤矿中的其他应用三个方面来进行详细的探讨。
3.1 不断提高员工使用机电一体化的水平
当前采煤设备机电一体化的发展速度飞速发展, 电子 (微电脑) 控制系统在煤矿机械中有着越来越大的使用比重, 其也有着越来越强的功能以及越来越广的应用范围, 因此电子控制系统的复杂程度也会越来越高。煤矿生产过程中采煤设备的自动化程度, 不仅对生产安全有着重要的影响, 对提升、供电、通风、排水等设备的安全也有着很大的影响。因此, 煤矿机械电子与电气控制系统部分性能的优劣及质量的好坏对机械的可靠性、经济性、动力性有着直接的影响, 从而影响到煤矿的生产效率、煤矿的施工质量、煤矿的机械设备的使用寿命等。因此, 只有对使用、维护、维修这些机电设备的煤矿工作人员进行有关内容的培训, 把他们的使用、维护与管理机电设备的水平提高, 才能对这些设备进行有效合理的利用, 使这些设备发挥出很好的使用价值与较好的经济效益。
3.2 采煤设备机电一体化在煤矿中的应用功能
1) 提高了采煤设备的半自动化程度与自动化程度。不仅能够把操作者的劳动强度减轻, 把煤炭的生产效率提高, 还可以减少因操作者的经验不足而给作业精度带来的影响。比如冀中能源黄沙矿在2009年投入使用的一整套薄煤综采设备由我们国家北京天地玛坷电液控制系统有限公司和德国MARCO公司合作生产的由微电脑控制的PM31型液压支架电液控制系统, 只需把程序输入在支架操作控制器上, 支架就可以自动连续工作, 并且还能够实现工作面无人操作与远程控制。
2) 节约能源, 降低损耗, 提高生产效率。机电一体化采煤设备在煤矿生产中的使用, 在自动化程度不断提高的同时, 也降低了人工的使用数量, 提高了采煤产量, 从而使煤矿生产企业节约能源、降低损耗, 并且大大的提高了生产效率。比如在煤矿井下使用的提升机、通风机、胶带输送机等, 在使用PLC控制系统、变频起动系统之后, 不仅把电量节省了30%左右, 生产效率也得到了极大的提高。
3) 实现了故障自诊、自动报警与在线监控。机电一体化采煤设备在煤矿生产中的使用, 实现了对煤矿机械的液压系统、电动机、制动系统、传动系统、工作装置等的在线运行实行状态监控, 出现故障时可以自动报警, 并能够准确地知道故障部位, 使操作员工的工作条件得到了很好的改善, 使得机器的工作效率得到了极大的提高, 设备维护检查工作得到了很大程度上的简化, 使用与维修费用大大的降低, 停机维修时间极大地缩短, 设备的使用寿命得到了有效的延长。比如, 将PLC控制应用在采煤机的变频器上, 能够实现多种在线监控与故障自诊断;越来越智能化的电器设备应用于煤矿中。
3.3 采煤设备机电一体化在煤矿中的其他应用
一些由国外先进国家生产的综掘机、采煤机、输送机等采用了电子 (微电脑) 控制的自动变速器, 可以依照外负荷的变化情况对传动系的传动比进行自动改变, 从而功率增大, 使电动机的功率得到了充分的利用, 经济性得到了很大的提高, 简化了操作, 使劳动强度大大的降低, 使能耗经济性、作业人员操作的安全性都得到了很大程度的提高。当前, 我们国家将电子 (微电脑) 控制应用在综合机械化采煤机上, 不仅实现了无人操作, 使得机械设备可以在人没有办法接近的地点或者是在危险地带进行作业, 还通过无线遥控装置的配备, 实现了微电脑编程控制的可远程遥控。
4 结语
随着机电一体化在煤矿采煤设备中有着越来越重要的应用, 煤矿企业需要通过培训把有关员工的使用维护与应用水平提高, 加强对采煤设备的管理, 并结合煤矿生产的实际情况, 对机电设备进行有关的改良与研究, 将机电一体化采煤设备的各种功能都提高, 保证煤矿的安全生产, 并将煤矿的综合效益提高。
参考文献
[1]方媛, 卞奕明, 李艳平.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术, 2012 (7) :52-53.
[2]张锐.刍议机电一体化技术在综合采煤设备中的应用[J].中国新技术新产品, 2011 (8) :264-265.
[3]马亚东.机电一体化在机械采煤中的应用与发展[J].中国新技术新产品, 2011 (2) :32-33.
[4]董雁江.浅谈机电一体化技术在综合机械化采煤的应用与趋势[J].科技创业家, 2011 (9) :1-3.
采煤设备 篇2
安全技术措施 文／贾进元
一、施工任务 1、8-2#层301盘区8101工作面将拆除工作面MG180/420-BWD采煤机一台，SGZ630/264刮板输送机一部。2、8101工作面安装SGW-40T刮板输送机一部。
3、为保证施工期间的安全，特制定以下安全技术措施，望有关作业人员严格按照此措施规定执行。
二、设备拆除
1、现机组停放的位置位于溜头处，拆除设备前先对工作面煤壁进行扩机道长15m，宽3m。机道支设两排单体液压支柱，排距1.5m，柱距0.8m。
2、拆除设备前，先把工作面所有临时支护支设到位，必须保持顶梁接顶，梁端距煤壁不大于300mm，如遇顶板破碎的地段必须将临时支柱的间距缩小为1.2m。
3、拆除设备前，2101巷西帮在机道正对方向先打绞车窝一个，长3m，宽2.5m，起底1m，注锚杆9根共3排，排距0.8m，间距1m。
4、头部绞车硐室稳设一部18.5KW回柱绞车，供拉设备溜槽用，绞车使用1吋钢丝绳。
5、拆除设备前在2101巷，绞车窝与机道之间的顶板上注6根直径15.24mm，长6.5m的锚索，排距0.3m，间距0.3m，供设备起吊用。
6、拆除设备前，由上岗干部，跟班队长，安全员先对设备周围的顶板，煤壁进行检查，经检查安全后，方可作业。
7、设备拆除前通风区必须设专人对工作面的通风设施及有害气体进行详细检查，确保运输及作业人员的安全。
8、因两巷道为起底巷，对工作面底板打成斜面前，先拆除工作面刮板输送机头尾电机、垫架，拆除后再将工作面底板打成斜面作业，使拆除的设备通过斜面能安全的下运到地面。
9、拆除电机时，先对顶板及周围煤壁情况进行检查，确认安全后，方可在锚索上安装吊链进行拆除作业，作业过程中，其下方及周围3m范围内不得有人及通过，拆除下来的电机先放在安全的地方。
10、人工进行挪移垫架时，挪移过程中作业人员要互相喊好口号，以防砸伤，且先挪移到安全的地点。
11、拆除设备前，预先准备好要拆除设备使用的工具，导向滑轮，吊链，钢丝绳等。
12、拆除设备时，作业人员要随时观察顶板及煤壁的变化情况，并在顶板破碎区加设支护，待顶板压力稳定后，方可拆除。
13、拆除设备前，先对所有的电气设备断电，并闭锁。
14、断电闭锁后，先拆掉负荷电缆运出后，其次拆掉滚筒，再次进行采煤机解体作业。
15、拆除滚筒及采煤机解体时，先准备好拆除工具，其工作面底板下方3m内不得有与拆除设备无关的人员，等检查确定安全后，方可进行拆除作业。
16、拆除设备时，钢丝绳与设备的连接必须牢固可靠，设置的导向滑轮必须安全可靠。
17、起吊设备时，牵引钢丝绳两侧3m范围内严禁有人，导向轮可能射出的方向严禁站人，设备周围3m范围内严禁有人，观察人员必须躲在有掩护的安全地点观察，以防崩绳、断绳或开钩伤人。
18、拆除刮板运输机时，先将运输机的大链由溜头吐出，且每隔20m将联接大链的锯齿环拆开吐链，直至吐链完毕，吐链的时候，对面及周围3m范围内严禁有人及通过。
19、拆除溜槽时，要从工作面尾部向头部逐个用绞车窜出，窜出的溜槽从2101巷装车运出，拆除溜尾电机、垫架时，由尾部向头部逐步用绞车拉出。
20、在拉运过程中，为保证作业人员的安全，要派专人站在有支护的安全地点进行监护支柱情况，两人准备重新支柱作业，支柱时，严格执行“敲帮问顶”制度，并由小队长以上干部负责现场安全工作。拉运过程中尽量不要撞倒支柱，如在拉运过程中撞倒、跌倒的支柱，必须禁止拉运作业，及时扶起支好，经检查安全后，方可继续进行拉运作业。
21、从设备分解下的部件、联接零件，本队须登记造册，对出井和部出井的部件，联接零部件分清记录详细，从设备分解下的部件必 须用红油漆标上记号，并采取防锈措施，妥善保管，集中放在不影响人员作业的安全地点装袋统一保管再次复用。
22、拆除设备前要及时对机道德顶板进行支护，支柱时，必须三人作业，两人支柱，一人负责观察顶板的变化情况，支柱时，排距1.2m，柱距0.8m。
三、支柱要求
1、支柱必须支在实底上，严禁在浮煤、浮矸上支设支柱。
2、升柱时，手不得放在支柱顶端或花边梁上，头及身体不得正对液枪，支柱竖直后，将手把体和液压阀调整到规定位置，用注液枪冲洗三用阀的右阀筒，将注液枪卡套卡紧注液阀，插入注液枪均匀供液，支柱升起掌握好角度，托平花边梁，柱子要打在花边梁接触顶板后继续注液，3～5秒后达到初撑力时停止注液，注液枪拔出后要检查支柱（三用阀）是否漏液、卸载，否则应及时换柱（三用阀）。注液枪用完后必须挂在支柱手把上，盘好枪线。
3、升柱时要注意周围支柱变化情况，严禁行人通过，人员站在支柱地点上方操作，其下方不得有人，以防止倒柱、梁伤人。
4、支柱前首先调整好柱距，三用阀垂直于煤壁，注液阀嘴指向采空区。
5、支柱支设的最大高度要小于支柱设计最大高度的0.1m，最小高度应大于支柱设计最小高度的0.2m，否则必须重新调换支柱。
6、支柱出现液压密封件失效、漏液、三用阀失效、柱体弯曲变形、活柱表面锈蚀、顶盖缺少花边梁的花边齿或手把损坏等情况均不得使用。
四、设备装车
1、作业前先观察顶板、煤壁情况，严格执行“敲帮问顶”制度。
2、装车前，必须将车停稳，把车轮制住，打好戗杠，以防车自动滑行伤人。严禁使用损坏失修的材料车。
3、设备装车时，人员必须口号一致，协调作业，设备装车后必须对设备与车捆绑好，以防在转运过程中落车伤人。
4、档人员抬运设备时，必须由专人指挥统一协调，抬稳轻放，身体各部位严禁伸入重物下面。
5、装车时不能装超长、超宽、超高的物件，车体固定牢固，确保装车、刹车质量。
6、设备装车起吊时，必须对设备的零部件检查到位，确保安全后方可进行装车作业。
7、装车期间在任何情况下，严禁用人体平衡被吊运的重物，不得用手直接接触已被重物张紧的吊绳、吊具，严禁用手直接接触对接面或缝隙。
8、装车起吊设备前必须发出信号，人员离开大件，起吊物下方或下部严禁站人。将吊绳逐渐张紧，使大件微离地面1m左右，进行试吊，检查物件应平衡。如有异常，立即停止吊运，将物件放回原处后进行处理。
五、设备外运
1、外运设备前，必须对绞车的戗压杠及地锚进行详细检查是否牢固，以防杠倒伤人。
2、设备拖移时，严禁人员在绳道内通行或作业，以防断绳伤人。
3、拖移设备时，信号不清，严禁随意开车，同时绞车绳不得猛拉，人员要躲开钢丝绳弹射范围。
4、外运设备时，首先要保护好易受损部位，防止戗坏设备。
5、外运设备时，跟车人员不得站在车两旁随车行走，以防车落道伤人。
6、外运设备时，绞车运行当中严禁用手或脚直接拨动钢丝绳，严禁人工逼绳。
7、外运设备时，严禁绞车司机擅自离开绞车，绞车处于工作状态时，两手不准离开制动闸和离合闸。
8、联车要用专用绳套，插销、连接环，严禁用其他物料替代。
9、车辆运行过程中如发生落道时，严禁用小绞车拉车上道，要在落道车的斜坡下方打好十字木杠，戗住车辆，松开绞车钢丝绳，车辆两边严禁站人，并在车身两侧支好防车倒木柱，然后用吊链或千斤顶、跨顶进行抬车上道。
六、设备安装
1、安装设备前必须对工作面的支护进行全面的检查，不合格的重新支护，对顶板破碎处，要根据实际情况增设支护。
2、安装设备前，工作面的煤全部清理在煤壁下方。
3、抬溜槽时，两人必须行动一致，放下溜槽时，喊清口号防止碰手挤脚。
4、工作面安装40T运输机设备的时候，工作人员必须口号一致，协调作业，防止碰手挤脚。
5、工作面安装40T运输机设备的时候，溜槽一定要安装平稳，接口严实且下方浮煤干净。
6、工作面安装40T运输机设备的时候，刮煤棒要上齐，螺栓要紧固。
7、对溜槽时，必须将浮煤清理干净，对好一块溜槽后，方可再对下一块溜槽，在调整溜槽过程中，溜槽两侧可能波及的范围内严禁站人及通过。
8、安装刮板运输机时要从工作面头部开始逐节往下铺设，直到工作面尾部，下槽牙要插入上槽，搭接要严实、平整、牢靠。
9、刮板输送机铺链时，要分段联接，随溜槽安设，先把下链安装在低槽内并摆顺找直。
10、联接溜槽时，不能忽高忽低，槽底要填实，不许悬空。
11、刮板输送机安装后必须打好戗压杠，输送机溜头在减速箱上用直径不小于18cm的圆红松木压一根，并用木楔打紧背牢。输送机溜尾用直径不小于18cm的圆红松木压一根，并用木楔打紧背牢。
12、溜槽铺设后，溜头要安装导煤装置，保证工作面的煤全部落在上顺槽40T溜槽上。
13、试点刮板输送机时，必须由持有刮板输送机司机资格证书的人员操作，防止误操作造成事故。
14、安装刮板输送机后试机时，如有漂链现象，应调整中部槽的平直度，严禁用脚蹬、手搬和撬棍别运行中的刮板链。
七、安全技术措施
1、区队干部必须手拉手进行现场交接班，区队盯班干部必须亲临现场指挥，主要负责措施执行和安全工作以及根据工作面实际情况修改已有措施，并随时召开专题队务会。
2、作业当中每班要配备专职瓦检员、安全员，开工前必须严格执行“四位一体”开工准入制度，施工过程中要严格执行“敲帮问顶”制度，发现异常及时处理。
3、工作面在施工过程中药设专人班班巡视观察支柱现象，一经发现有有倒柱现象，立即停止作业，及时进行重新支柱，确认安全后，方可继续作业。
4、多人抬设备、物料时用力一定要齐，动作协调一致，专人统一口令，防止砸脚碰手。
5、在拆、运、稳设备时，所有人员必须避开钢丝绳受力方向并躲在距联接部件10m以外的安全地点。运输装卸设备时必须提前检查好轨道，设置好挡车装置，并在通车地方设岗拦人。
6、设备拉运过程中，作业人员必须站在设备运行后侧方5m外观察运行情况，严禁任何人站在设备的侧面，一旦出现异常必须及时吹口哨停止运行，具体信号为：“一停、二拉、三放、四慢拉、五慢放”。
7、当发现绞车负荷增大，前方有障碍物时应及时停车，查明原因后方可重新开车，严禁强拉硬拖。
8、搬家准备过程中严禁明火作业或带电移动电气设备，严禁失爆，设备完好率为100%，严格执行停送电制度。
9、班组长以上干部下井必须携带便携仪，随时掌握好工作地点的瓦斯情况，并亲自指挥撤、稳运设备的工作。
10、从尾部进入工作面的人员必须随手关好风门，严禁两道风门同时打开。
11、搬家期间所有作业必须设专人负责，统一指挥，作业人员必须听从指挥、协调作业。
采煤设备 篇3
[关键词]采煤机；PLC；电控系统
从目前煤矿作业上采煤机控制方式来看，电牵引采煤机的调速控制方式主要包括滑差调速、开关磁阻调速、变频调速、以及PLC控制调速等多种方式。工程实际应用中，由于滑差调速和开关磁阻调速存在内部结构较复杂、接线较繁杂、检修维护不方便、可靠性灵活性较差、以及实际使用过程中容易出现“拒动”、“误动”等不利工况，而变频调速控制方式其内部电子元器件自身散热问题一直成为制约其在采煤机控制系统中的应用发展。采用结构简单、功能集成化、操作维护方便、可靠性高、灵活性强PLC控制器，对电牵引采煤机控制系统进行技术升级改造，其所能获得的控制效果十分优越，能够收到良好的应用效果。
1、煤矿采煤机控制现状
煤矿作业面上采煤机的主要包括割煤、装煤等诸多功能，是煤矿开采生产的核心机械设备之一，在整个煤矿采煤机械设备机械化、自动化、高效化过程控制生产线上占据非常重要的地位。电牵引已成为我国采煤机发展的主要方向，但常规采煤机控制系统中，均存在分立式电控系统，也就是包括继电器板、电源板、检测电路板、显示板、以及不同输出电压功率等级的控制变压器，其内部线路不仅复杂，外接插线部位较多，智能自动化水平较低。因此，利用三菱PLC可编程控制器对常规采煤机控制系统进行技术升级改造，不仅可以提高采煤机工作可靠性、安全性，同时还可以有效减少采煤机故障率和维修量，提高采煤机控制系统的智能自动化水平。数字信息化技术深入到煤矿井下，这也是煤矿采煤技术向智能自动化方向发展的主要方向。三菱PLC可编程控制器在采煤机控制系统中的应用，以其优良的工作性能在采煤机控制系统中发挥非常优越的功能作用。三菱PLC利用集成存储逻辑控制单元代替常规继电器接线逻辑，不仅可以减少采煤机控制设备的外部电路接线，同时其集成智能自动化水平较高，便于检修维护。另外，基于PLC的控制系统，其电气接线及开关接点较常规控制系统减少非常多，其控制系统运行故障率得到大大控制和降低。且PLC控制系统具备硬件故障自检测功能，能够根据内部检测信息自动判断故障类型和进行故障定位，从而大大提高控制系统运行安全可靠性。
2、采煤机PLC控制系统方案
基于PLC的采煤机控制系统，其主要包括可编程控制器(PLC)、变频器、数显触摸屏、以及数据信号通信传输共享技术，共同控制采煤机上的两台截割电机、两台牵引电机、以及两台油泵电机的运行操作，从而使采煤机控制系统的控制方式和保护性能得到进一步完善，不仅其操作方便灵活，同时大大提供控制系统运行可靠性。整个PLC控制系统采用“一拖一”控制方式，即两台变频器分别独立拖动两个采煤机牵引电机，确保控制系统控制精度和可靠性。基于PLC采煤机控制系统，其电控系统主要实现采煤机控制系统的启动、停止；启动预报警；采煤机牵引电机左、右牵引；采煤机左、右滚筒油泵电机的升、降；采煤机左、右截割电机的启动、停止；采煤机左、右截割电机的恒功率动作保护、温度越限保护、电机过载保护、硬件故障监测；以及采煤机牵引变压器的温度保护等动作控制和保护功能。
3、采煤机PLC控制系统硬件选型
3.1 可编程控制器(PLC)。PLC控制器是整个采煤机电气控制系统的逻辑控制中心，本控制方案中选用日本三菱公司生产的FX2N系列PLC[1]。当采煤机在正常工作时，变频器控制电机输出功率是恒定的，也就是采煤机速度、牵引方向、采煤机运动加、减速、以及两台截割电机的启动、停止、温度、硬件电路检测、电流电压信号采样、以及零位抱闸等功能和保护控制均可以通过PLC控制器的逻辑控制，而实现相应控制保护功能。扩展功能模块从电气控制系统中的基本单元处获得控制电源，也就是整个控制系统无需额外增加电源设备，就能确保控制系统供电可靠性。基于PLC控制器的采煤机电气控制系统，其I/O分配和对应功能性能如图1所示：
3.2 变频器。本方案中变频器选用日本三菱公司生产的FR-A740系列变频器，其自身具有保护功能齐全，运行可靠性高等优点，如过流、过载、过压等均能通过内部硬件电路自检测进行及时报警及停止，以减少采煤机故障，提高其运行可靠性和安全性能。本系统中所设计的控制系统中，两台变频器分主、从变频器。其中，主变频器主要由PLC控制器给出速度给定，而从变频器以主变频器的转矩输出作为其转矩给定信号，也就是说主变频器主要采取采煤机速度和转矩环相结合的控制方式，而从变频器仅由转矩环控制，即从变频器是跟随主变频器动作。
3.3 触摸屏。本方案中选用西门子的TP170A彩色触摸操作面板作为本系统的可视化操作控制平台，与PLC控制系统进行有机连接，利用强大的工业触摸屏模拟组态仿真软件进行整个控制系统开发[2]。
4、采煤机PLC控制系统软件控制流程
整个采煤机PLC控制系统的软件编程时采用了模块化、流程化简明结构，每一功能模块的逻辑程序结构均较为简单，这样有利于逻辑控制程序的修改和調试。如采煤机“左牵”或“右牵”逻辑控制程序而言，当采煤机已处于左牵引控制工况，如果按下“右牵”按钮时，此时PLC控制器会形成对应控制信号作用在变频器上控制采煤机实现减速；如果PLC一直采集到“右牵”按钮信号时，则采煤机在变频器控制下其速度将会逐步减小直到零速。但当采煤机达到零速后，其不会继续向右牵引，只有在松开“右牵”按钮，并重新选择“左牵”或“右牵”按钮时，则采煤机在PLC和变频器控制下才能沿所选的牵引方向行走，这样可以有效避免操作人员人为误操作事故发生，提高控制系统运行安全可靠性。
5、结束语
基于PLC控制器的采煤机控制系统，其将PLC、变频器、以及触摸屏等先进控制设备应用到采煤机电控系统中，通过设备故障自检自诊断功能，使整个采煤机控制系统整体性能得到大大提高，在采煤机控制领域具有较大应用前景。
参考文献
[1]三菱电气公司.三菱可编程控制器FX系列特殊功能模块用户手册[Z].北京:北京三菱电机出版,2007.
[2]李俊秀.可编程控制器应用技术[M].北京：化学工业出版社，2002.
煤矿采煤设备维修与管理策略初探 篇4
1 煤矿采煤设备维修的分类
主动预防性维修、预知性维修、预防性维修以及事后维修为煤矿机械设备维修的几大类型。
1.1 主动预防性维修
主动预防性维修主要就是依据监测的系统工况, 从而对材料失效采取预防的措施, 其主要监测的内容为性能下降以及材料磨损系统根源性参数。
1.2 预知性维修
预知性维修就是检测设备工作状态信息, 从而对设备运转是否正常判断的一种方法, 如果煤矿设备工作状态不正常, 就需要将其有问题的部分找出来, 并通知维修人员及时维修机械设备。
1.3 预防性维修
预防性维修就是以事后维修的缺点为对象, 其维修制度是建立在时间之上, 实行这种措施对设备运行的正常与否能够起到很好的保障作用[2]。然而不断增加的设备维修次数也会使得设备停机的情况时常出现, 从而致使维修设备的费用不断增加, 从而对机械设备的使用效率进行降低。
1.4 事后维修
事后维修就是在煤矿机械设备故障出现并发生损坏之后, 其被迫停机, 其会具有较长的维修时间, 并且还会带来巨大的停产损失。
2 煤矿采煤设备维修与管理的策略
2.1 对施工人员的技术水平进行提升
开皮带运输机是皮带司机的主要职责, 但是如果其并不了解简单的对皮带机头设备进行维护的方法, 就会对其工作的开展起到阻碍作用。司机可以在皮带运输机停机的时候将空闲的时间利用起来, 对其进行维护, 从而保证其能够高效的工作。所以在工作的过程中需要仔细谨慎的划分每位员工, 对其做出一定的要求, 还需要培养一些专业技能较好, 具有较强接受能力的员工, 使其成为多技能人才, 安排其在具有较高技能要求的岗位上工作。除此之外还需要科学的分配岗位职工, 从而使得所有员工在工作的过程中都能够尽到自己的责任, 在工作的时候全身心投入进去[3]。
2.2 对管理设备维修备件的力度进行加强
同种备件目前在市场上有很多供应商, 然而不同备件之间存在质量上的差异, 且设备备件的使用寿命会直接受到其质量的影响。如果煤矿设备备件质量较好, 一旦其出现故障, 维修人员就能很快对其进行解决, 还能不断提高其系统工作的可靠性, 在提高其整体性能的情况下还不会对煤矿的经营生产产生影响。
在处理维修设备故障的时候, 会出现设备不需要更换备件却仍然更换的情况, 这种更换只是在对资源进行浪费, 或者由于不当的备件管理使得换上的配件无法使用。这些情况进行管理需要维修人员将监督备件管理的机制建立起来, 管理人员需要先审核被更换的备件随后对其进行处理。一旦换掉的部件被管理人员发现并无损坏就需要采取措施处罚维修人员, 从而对部件随意更换造成的损失进行避免和减少。
2.3 对培训设备使用维护人员的力度进行加强
安排具有较高技术的专业队伍使用和维护采煤设备, 在此基础上才能很好的运用采煤设备[4]。所以, 就需要对培养员工专业技术的力度进行加强, 例如行星齿轮作用、电气原理图、绞车的基本构造等, 还需要很好的了解和认识电机的传动方式以及钢丝绳的固定方法。在此基础上, 员工才能在工作过程中对遇到的问题进行适当的处理和应对。同时还需要定期培训员工, 提升其理论知识, 时间大概为一周一次, 在培训的过程中是员工对设备的相关理论知识进行了解。除此之外还可以为员工安排考试, 从而检查其学习成果和掌握程度, 考试可以一个月进行一次, 其还能对员工进行监督, 防止其出现懈怠的情绪。在工作开展的过程中, 员工应该将现场作业做好, 结合实际与理论, 从而对师傅提出的要求进行满足。
2.4 将验收维修设备的工作做好
在检修过设备之后, 需要验收检测设备质量, 其验收检测的流程需要以规定为依据进行, 在验收的过程中需要重视验收和检查隐蔽部件, 还需要按照标准检测外露部件。验收的工作人员在验收的过程中需要以检修质量标准规定以及检修任务书为依据进行[5]。电气设备绝缘状态、零部件的极限允许磨损量等都属于验收的主要内容, 在验收完毕后需要在设备档案中装入记录的验收结果。
3 结束语
文章就煤矿采煤设备维修与管理策略进行了探讨, 首先介绍了煤矿采煤设备维修的分类, 随后提出了煤矿采煤设备维修与管理的策略。采煤设备是煤矿企业非常重要的生产工具, 当前社会为现代化生产时代, 企业引进的设备装置就是对煤矿企业生产技术进行衡量的标准。为了保证企业运行和生产环境良好, 就需要合理科学的保养和维修采煤设备, 从而将高效、有序、安全的运行环境提供给煤炭行业。与此同时, 其也能对煤矿企业生产成本进行降低, 从而提高其经济效益, 将坚实的保障提供给煤矿企业。
参考文献
[1]秦桂英, 刘宇熹, 马海峰.NET技术在煤矿采煤设备维修管理中的应用[J].煤矿机械, 2013, 10:278-280.
[2]张永强, 马宪民, 吴晓蕊.基于RCM的煤矿机电设备维修管理系统的研究[J].煤炭工程, 2015, 09:110-113.
[3]梁毅康, 郑辑光, 陶伟忠.基于MES系统的煤矿设备维修策略分析[J].煤炭科学技术, 2010, 09:82-86.
[4]谢胡, 万永刚, 郑军, 等.艾柯夫SL750型采煤机维修中的改进策略[J].煤矿机械, 2015, 02:202-204.
采煤设备 篇5
【关键词】倾斜分层；垮落；采煤工艺
1.顶分层回采工艺特点
1.1人工假顶
我国煤矿中采用的人工假顶主要有竹笆或荆笆假顶、金属网假顶和塑料网假顶。
1.1.1竹笆或荆笆假顶
我国有些矿区，特别是南方的一些矿区，可就地取材，采用竹笆或荆笆作为人工假顶材料。竹笆是用竹片或细竹竿经铁丝编织而成的笆片，宽约0.78～1.0m，长约2.2～2.4m。荆芭是用荆条交织编成的笆片。
竹笆或荆芭假顶只能沿底板铺设，一般沿工作面倾斜由下向上铺设，芭片之间相互搭接，搭接处用铁丝联结，接头要固定在底梁上以防芭片滑落。当垮落在采空区中的矸石具有较好的胶结性能时，也可不和底梁而改铺双层芭片。除最下部的一分层外，每一分层都需铺设。
竹笆或荆笆假顶的整体性较差，强度较低，假顶下允许的悬顶面积较小，易腐烂失效，故逐渐少用。
1.1.2金属网假顶
这种假顶一般用12号～14号镀锌铁丝编织而成，为加强网边的抗拉强度，常用8号～10号铁丝织成网边。常见的网孔形状有正方形、菱形及蜂窝形等。网孔尺寸一般为20mm×20mm或25mm×25mm。
金属网假顶强度较高，柔性大、体积小、重量轻，便于运输和在工作面铺设，且耐腐蚀、使用寿命长，铺设一次可服务几个分层。因此，目前在分层开采的工作面得到了广泛应用。一般菱形网在承载性能方面均优于相同直径铁丝编成的经纬网。
普采和炮采工作面的金属网要人工铺设，综采工作面的金属网可以人工铺设或机械铺设。金属网可以沿工作面底板铺设，也可以沿工作面顶板铺设。
人工铺顶网时，紧跟踪采煤机割煤后暴露的顶板，将金属网卷沿平行于工作面的方向展開，用铁丝与原先的金属网联成一体。金属网长边搭接，短边对接。长边用12号或14号铁丝单丝或双丝每隔80mm或100mm联一扣，联好网后移液压支架或挂梁支柱。
与铺底网相比，铺顶网可以同时服务于上下分层工作面的顶板管理，顶板较破碎的情况下效果明显。铺顶网工作面放顶时，金属网将采空区与工作空间隔开，可阻挡采空区矸石向工作面窜入，工作面浮煤均位于金属网下，不与顶板矸石混杂，在下分层开采时，这些煤可一并采出。
综采工作面利用液压支架机械化铺设金属网工艺有了很大发展。机械化铺网有两种方式，一是铺设顶网，一般是在液压支架的前探梁或顶梁下增设托架。将金属网卷装在托架上，网从托梁前端绕过后被紧压在顶板上，当支架前移时，网卷自行展开，一卷网铺完后再换装上新网卷，并将新网的网边与旧网的网边联接。联网工作在支架托梁下方由手工完成，铺凤的顶网长边垂直于工作面方向。图中网卷2为架间网工，其宽度与支架宽度相等，网卷1为架中网，其宽度比网卷2窄0.5m左右，两网互相搭接。这种方式的主要缺点是联网必须在靠近煤壁的托梁下方由手工完成，联网交低。由于网在靠近煤壁处下垂，当采高较低时，托梁下方没有足够的空间安置金属网卷，或金属网卷有碍于采煤机顺利通过。
第二种机械化铺网方式是利用液压支架铺底网。支架后端掩护梁下（有的支架则在支架底座前端）安设有架间网及架中网的网卷托架，前后排网卷交错间隔安放，网片长边搭接150～200mm，短边搭接500mm左右，支架前移时，网卷的底板上自行展开。联网工作在掩护梁下进行，与采煤工作互不干扰。目前，有的国产支架上设计了机械压扣式联网机构，可取消手工联网，实现铺联网全部机械化。
1.1.3塑料网假顶
塑料网假顶是由聚丙烯树脂塑料带编织而成，网带宽13～16mm，厚度为0.8-0.9mm，塑料网网片通常有5.6m×0.9m和2.0m×0.9m两种尺寸。塑料网较轻，重量只有相同面积金属网的1/5左右，具有无味、无毒、阻燃、抗静电、柔性大、耐腐蚀等优点。进一步降低成本后，将具有广泛应用阶值。
1.2再生顶板
当直接顶板含泥质成分较高时，顶分层开采后，在上覆岩层的压力作用下，加上顶分层回采时向采空区注水或灌浆，垮落在采空区的冒落矸石经过一段时间后就能重新胶结成为具有一定稳定性和强度的再生顶板。下分层即可在再生顶板下直接回采，不必铺设人工假顶。再生顶板形成的时间与岩层的特征、含水性、顶板压力大小等因素有关，一般至少需要4-6个月，有的甚至一年的时间。上下分层采煤工作面的滞后时间应大于上述时间。
再生顶板下的分层工作面采煤工艺与中厚煤层走向长壁采煤法相同，只是增加了向采空区注水或灌黄泥浆的工作。再生顶板提高了劳动生产率，降低了采煤成本，改善了下分层的安全条件。故在条件适宜时，应充分利用再生顶板。国外有的矿井采取向采空区浇灌化学胶结剂的方法以促进再生顶板形成。
如果煤层中含有厚度大于0.5m的夹石层，且分布稳定，位置对分层也较合适时，也可以利用安作为分层假顶。
2.假顶下采煤工艺特点
2.1假顶下的支护及顶网管理
在假顶或再生顶板下回采时，顶板为已垮落的岩石，故基本顶的周期来压不明显，顶板压力较顶分层小，这种情况下顶板管理的关键是护好破碎顶板。
假顶下护好破碎顶板的技术措施：选用浅截深采煤机，并及时支护。在单体支柱工作面，一般采用正倒悬臂错梁齐柱方式，割煤后及时挂梁支护。当工作面片帮严重时，为防止顶网下沉冒顶，要提前在煤壁上预掏梁窝，挂上铰接顶梁、打贴帮柱进行超前支护。
我国有的煤矿采用II型长钢梁组成的对棚在工作面交替迈步前移护顶，这种钢梁对金属网假顶有较好的整体支护性能，能及时支护裸露后的顶板，在移梁时有相邻顶梁支护顶板，较好地解决了中下分层顶网下沉及出现网兜等问题。
对于假顶下综采工作面，宜选用掩护式或支撑掩护式支架，应尽量缩小端面距。采煤机割煤后，应紧追采煤机擦顶移架，及时支护，其滚筒距顶网不应小于100mm，以免在煤壁处出现网兜或割破顶网。发现金属网有破损时要及时补网。
2.2假顶下的回柱放顶
由于人工假顶或再生顶板易下沉，放顶时通常采用无密集支柱放顶。假顶在工作面放顶线处下落时对工作面支架的牵动力较大，往往会造成支架倾斜、歪扭，甚至造成支架被大面积推倒的冒顶的事故。因此，在单体支柱工作面应注意架强支柱的稳定性，一般可沿放顶线在最后一排支柱下支设单排或双排抬棚，或打斜撑柱，以抵抗金属网下落时对支架产生的水平推力。放顶时可用木料斜撑顶网，使其缓慢下沉到底板。沿放顶线倒悬臂铰接顶梁的梁头容易挂破顶网，在放顶前应先用带帽顶柱将其替将。
采煤设备 篇6
关键词：采煤设备,动力载波,控制技术,自动化,综采工作面应用
1 概述
20世纪80年代以后, 随着以微电子技术为核心的高新技术的发展, 并与机械技术的有机结合, 使机械制造技术得到质的飞跃, 特别是随着微型计算机及微处理技术、信息处理技术、传感技术和检测技术等的发展, 以及这些技术在机械上的应用, 都极大增强了煤矿机械等机电产品的性能, 使其翻开了一个智能化、自动化、数字化以及柔性化的新篇章。就当下而言, 载波控制技术的设备或产品在国外机械上的应用已在大范围普及, 在我国也是处于紧密结合的时期, 是煤矿机械设备应用与发展的趋势。
2 采煤机载波控制模块的技术优势
因采煤机在割煤过程中, 电缆随采煤机来回折返、移动, 电缆内的控制芯线非常容易折断或接地, 还有采煤机采用1140V电压供电, 容易在采煤机先导控制线内产生共模电压和共模电流, 经常击穿先导线上的瞬发二极管和先导二极管, 造成采煤机机身无法远控启动采煤机。由于控制线和先导二极管、先导板出现故障时, 采煤机无法在机身上启动, 在正常生产过程中一般处理方法都是在采煤机控制开关上启动, 这样由于当生产过程中出现意外情况时, 采煤机无法及时停机对安全埋下了隐患, 容易造成事故。
我矿于2013年2月份在井下综采工作面安装了一套采煤机载波控制装置, 经过近1年的使用, 效果一直不错, 最近损坏的一套还是由于工人操作不当, 在拆除接线时, 将内部接线柱拔出。并且原来的控制方法存在以下问题:在工作面电缆托架内敷设的电缆根数多;受生产环境的影响经常造成电缆损伤、接地, 控制线不通等停产事故;电缆资金消耗大。因此, 建议在工作面采煤机由原来QJZ-300/1140 (660) S开关启动改造为MZKD-1140/660V型数码载波模块, 由发信模块MZKD-F和收信模块MZKD-S组成。实施范围可以在工作面采煤机和刮板输送机。
数码载波模块的技术优势:石英稳频、数码传送, 抗干扰、免维护、寿命长。智能型全独立控制接口, 有明确的工况显示, 便于模块自检和工作面设备的检修, 模块配有强磁自吸式底座, 可简单快速装在采煤机和开关防爆腔内的适当位置。
3 载波控制技术在采煤机中的工作原理
载波控制模块的工作原理是装在采煤机内的发信模块 (MZKD-F) 和装在采煤机开关的收信模块 (MZKD-S) 成对构成, 机组在停机状态, 采煤机开关合上隔离电源开关而电磁启动器未吸合时, 开关内的36V给收信模块供电, 收信模块通过两相机组负荷芯线发出源频载波信号 (50HZ) , 装在采煤机组内的发信模块从机组负荷电缆获得“信源”后变频为数码载波返送回负荷电缆, 其数码特性是由采煤机控制按钮开、闭状态决定的。收信模块从负荷电缆收到这个数码载波信号, 解码成控制按钮开、停的对应指令, 驱动各自执行继电器, 从而达到远方载波控制目的。
4 载波控制技术在综采工作面应用效果
我们发现某采煤工作面当时没有使用载波控制技术, 而是采用了7芯屏蔽电缆作为采煤机的负荷电缆, 采煤过程中负荷电缆跟随采煤机来回移动、拖拽、挤压后出现了采煤机无法起动故障的发生, 经过10多个小时的故障查询后, 最终确定为7芯屏蔽电缆内部的控制电缆抽芯造成的故障。为此, 矿井在采煤机和起动器之间安装了同一频率的成对数码载波控制模块后, 利用动力电缆的两相传输载波控制信号来改变采煤机传统控制的方式, 从而实现采煤机的远方控制, 它替代了传统的多芯控制电缆, 可以进行动态连续监测, 能够消除采煤机控制回路因电缆受损而带来的故障。因此, 该控制技术在综采工作面自安装使用以来, 采煤机没有因载波控制技术而影响生产工作面的正常生产, 真正做到了降低故障率的目的。
因此, 使用载波控制技术后, 7芯屏蔽电缆可以换成4芯屏蔽电缆, 如果负荷电缆外皮没有损坏, 那么, 这根4芯屏蔽电缆在下一块回采工作面将可以继续使用。此外, 同一型号的屏蔽电缆4芯电缆要比7芯电缆价格要低得多, 而利用数码载波控制技术后, 4芯电缆同样能够实现采煤机远方起动和停止;信号的传输采用动力电缆的AB、BC或AC两项进行传输, 信号稳定的同时电缆芯线也不易折断, 而且在距离小于800m的范围内还是能够灵活地控制采煤机。采用载波控制技术后, 载波模块、4芯屏蔽电缆不会因电缆抽芯或者是传输信号不稳定造成采煤机无法起动的故障发生, 只是起动器偶尔有点小故障, 处理故障也花费不掉太多的时间, 更不会直接影响到回采工作面的正常生产。所以, 随之而来的就是高产高效。
5 载波控制技术应用效果
5.1 数码载波控制技术降低故障率
采煤机数码载波控制模块以现代数码载波技术取代传统载波和线控方式。解决了采煤机电缆故障频发的技术难题。用四芯电缆取代多芯, 可大幅降低成本。模块具有性能稳定, 工作可靠, 体积小, 便安装, 免维护, 价位低等特点。
5.2 数码载波控制技术节能降耗
安装采煤机数码载波控制模块, 经过实地考察, 发现使用效果一直不错, 即使损坏的一套还是由于工人操作不当, 在处理采煤机电缆一相接地故障进行打压实验时没有摘除载波模块, 由于载波模块最高耐压8.2KV、电缆打压有时超过10KV很容易损坏载波模块, 所以在对电缆做打压实验时一定要摘除载波控制模块。这种载波控制模块、有明确的工况显示, 采用动力载波控制方式, 比传统多芯电缆控制方式再节省电缆资金消耗, 特别是消除控制线高事故率上具有显著优越性。但由于以往载波产品技术落后, 结构复杂、可靠性差、维修水平高, 难以发挥应有作用, 还大大方便工作面电气设备检修。现在还有好多的先进技术没有应用到实际生产当中, 没有去普及使用, 关键在于我们对技术认知和重视程度。
5.3 数码载波控制技术提高生产率
回采工作面没有采用载波控制技术前, 7芯屏蔽电缆内部的控制电缆, 经常会受到不同程度的损坏后造成采煤机无法起动, 而且查询故障时需要花费的时间一般为几个小时, 甚至多达10多个小时, 严重影响了整个回采工作面的正常生产, 生产效率偏低。采用载波控制技术后, 载波模块、4芯屏蔽电缆不会因电缆抽芯或者是传输信号不稳定造成采煤机无法起动的故障发生, 只是起动器偶尔有点小故障, 处理故障也花费不掉太多的时间, 更不会直接影响到回采工作面的正常生产。所以, 随之而来的就是高产高效。
5.4 数码载波控制技术带来经济效益和社会效益
一是可以大大节省电缆资金。由于使用的电缆根数多, 又受外部环境影响, 一个工作面从组装使用到工作面结束, 要消耗机组电缆2根约400米左右, 折合人民币约13.8万元, 控制电缆400米, 折合人民币3.76万元。
二是降低消耗节约开支。机组电缆改用通用橡套电缆后, 改变了机组电缆控制线拉断或不通等故障现象, 减少了更换电缆的次数。一个工作面下来, 最多有400米3×70+1×35平方通用电缆即可。同时也减少了控制电缆线400米左右。合计可节约人民币17余万元。
6 结束语
21世纪人类将进入“信息时代”, 它的特点是信息存储和快速传递。但在信息社会中, 信息不能直接制造产品, 生产能源, 传统产业将继续存在, 而电力电子技术便成为信息产业与传统产业之间的桥梁或接口。因此, 它在改造传统煤炭工业中起到举足轻重的作用。明显的节能效果和优越的调节性能使载波控制技术和变频节能技术在我国煤炭矿山中的应用越来越广泛, 技术也越来越成熟。
参考文献
[1]杨鹏民.艾柯夫SL500型采煤机自动化截割试验分析[A].2007短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集[C].2007年.
[2]纪玉祥.基于虚拟样机技术的采煤机动力学仿真[D].太原理工大学, 2006年.
[3]高志斌, 史守忠.较薄煤层MG2×125/556-WD电牵引采煤机综合改造[J].煤矿现代化, 2007 (05) .
[4]关志刚, 程千里, 王为晓, 张会.基于PLC的分布式控制系统在某采煤机电机控制上的应用[J].节能, 2011 (06) .
[5]蒲宝山.较薄煤层高效开采工作面设备优化配套研究[D].煤炭科学研究总院, 2006年.
[6]刘畅.MG575-W型采煤机牵引部液压系统可靠性分析与研究[D].辽宁工程技术大学, 2005年.
[7]崔巍.各相解耦永磁同步电动机设计及控制技术的研究[D].上海大学, 2004年.
采煤设备 篇7
关键词：综合采煤,机电一体化,发展趋势,创新应用
1 煤矿综合采煤设备机电一体化的含义及特点
1. 1 煤矿综合采煤设备机电一体化的含义
所谓的机电一体化其实就是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能等核心功能上引进电子技术, 进而将机械装置和电子化设计及软件等元件结合起来而构成的新系统的总称。但是, 机电一体化绝不是机械技术、微电子技术、其他新技术的简单拼凑组合, 而是主功、动力功能、信息功能和控制功能以及电子技术的有机融合。这也是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化的根本区别。机械电气化知识机械工程技术发展到一定程度的一种呈现方式, 但其仍属于传统机械, 只不过是对传统一些机械部件功能的精小化替代, 但是机电一体化除了能够完整地替代原有部件的一些机械功能, 还能够赋予更多的新功能, 比如各种自动检测、自动处理、显示、调节、控制、保护等功能。简而言之, 机电一体化不仅仅是人的手与肢体的延伸, 更是感官、头脑、思维的延伸, 能够很好地综合多种功能进行智能化的运行与控制。
1. 2 煤矿综合采煤设备机电一体化的特点
通过上述对煤矿综合采煤设备机电一体化含义的理解, 不难看出, 机电一体化存在着综合能力强, 智能化程度高, 结构紧凑、控制便捷等显著特点, 能够很好地满足目前煤矿生产的需要, 实现煤矿高效、安全、经济的回采工作预期目标, 很大程度上提升煤矿煤炭回采率, 进而提高煤矿的经济效益。
2 煤矿综合采煤设备机电一体化的国内发展现状
机电一体化技术与其相关的产品在上世界七十年代末就开始在煤矿生产中得到有力的推广和初步的应用, 但其所波及范围较小。对中国采煤设备机电一体化的发展进程, 曾有发展目标如下: 小型煤矿的机械化与半机械化程度达到40% 以上, 中型煤矿的机械化程度达到80% 以上, 大型煤矿采掘的机械化必须达到95% 以上。
因为近几年来煤炭行业的不景气, 导致许多煤矿面临着各种各样的经济紧张问题, 甚至好些已经停产, 导致预期的目标很难达到, 虽然我国采煤设备机电一体化技术已经取得很大程度的普及和进步, 但仍与先进国家的同行以及预期的目标有着不小的差距。就近年来的情况而言, 我国综合采煤设备已经走出了全部进口的被动局面, 大部分已经实现了国产自主化。其中变频器这一电气关键部位仍采用国外引进, 由此可见, 虽然实现了部分自主国产化, 但是核心技术仍需要去不断摸索进而掌握。
3 煤矿综合采煤设备机电一体化在生产中的重要应用
3. 1 矿井运输提升产品的应用
随着社会、科技的不断进步与发展, 在煤矿生产过程中, 对煤矿机械化采煤也相应提出了更高的要求, 随之而来的就是对井上、井下的运输提升系统的高标准要求。目前在全国范围内, 煤矿井下大巷的运输系统大多采用带式输送机, 其主要采用直流式交流变频装置驱动方式, 以电力电子器件为核心。在一些先进国家, 已采用更加安全可靠的磁阻电机、交变频调速提升机等先进的机电一体化典范式提升系统, 电气控制效果好并且抗干扰能力也很强。虽然这些技术在国内并未应用, 但不影响向这些先进技术学习、看齐的态度。
3. 2 综合机械化采煤应用
综合机械化采煤在我国的应用要追溯到上世界70年代, 其标志着我国煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展, 并推动了煤矿自动化的不断发展探索。采煤机的牵引方式也迈入了电牵引的时代, 液压支架的控制系统逐步被计算机化所代替, 最终实现了电液控制、移架自动化, 并且刮板运输机的监控等也实现了计算机监控。可以说机电一体化的应用使得“三机配套”真正实现了高效、安全的联动配合, 促进了煤炭企业经济效益的良性增高。
3. 3 液压支架电液控制技术
液压支架的自动化开始于二十世纪60 年代, 快速发展于80 年代, 到目前为止, 国内液压支架的自移仍采用上世纪末的科学成果, 普遍应用能够适应高产高效工作面的电液控制系统, 能够很好地实现快速推移以提高可靠性的支护控制, 并且随着科学技术的不断提高, 其适应性也得到了极大的提高。随着研究的不断深入与实践探索, 液压支架的发展在国外已经向微电控制等更先进的方向发展, 使得机电一体化更加深入有效的融入综合采煤设备的各个方面。极大程度的降低采煤工作的劳动强度, 提高煤炭回采率, 进而提升煤矿经济效益。
3. 4 采煤机的机电一体化技术应用
在煤矿综合采煤设备中数采煤机的机电一体化技术涉及最为全面有效。首先, 对采煤机的牵引部采用直流电牵引的动力装置, 可以根据采煤机的不同负载情况来相应的改变电动机的供电电压, 进而自动调节牵引速度。或采用交流感应电动机为牵引动力, 一交流变频方式调节电动机转速, 从而调节牵引速度。其次, 通过使用天然射线法和微处理器, 实现了按煤岩层分界自动调节滚筒的才高。除此之外, 还有通过采煤机发射红外线, 计算出支架的数目从而确定采煤机在工作面的位置, 并且实现了采煤机的无线电遥控操作。最核心的还是实现了采煤机运行状态的自动调节和运行参数的监测显示, 从而可以实现故障诊断的具体数字化显示。
上述这些在国内一些大型煤矿都已基本上得到应用, 但采煤机的机电一体化技术应用还不止如此。国外以机电一体化为特征的采煤机自动化已经发展到了相当可靠的瓶颈阶段, 工况监测和故障自动诊断方面已经逐步增加了更多便捷有效地功能, 并且性能也得到了明显的提升。
4 煤矿综合采煤设备机电一体化的发展方向及注意问题
4. 1 煤矿综合采煤设备机电一体化智能化发展趋势
虽然煤矿综合采煤设备机电一体化的应用极大地提高了煤矿的煤炭生产效率, 但仍有很多方面做得不是那么完美。智能化的概念虽然提出的较晚, 但其势必会成为技术发展的主流, 虽然前景无限美好, 但是由于其发展较晚, 有很多好的想法与理念却未能很好地应用于目前所采用的各种设备装置及系统中, 目前所采用的机电一体化综合采煤设备虽然一定程度地实现了自动智能化, 但与智能化的要求目标还有不小的差距。成熟的智能化技术配合以机电一体化综合采煤设备, 一定会大幅度的提升煤炭企业的生产效率。因此, 智能化的发展趋势被业内普遍看好。
4. 2 煤矿综合采煤设备机电一体化系统化发展趋势
在煤炭行业综合采煤设备机电一体化广泛普及推广应用的今天, 随着应用的深入, 综合采煤设备机电一体化所涉及的技术种类也变得多样化。技术种类的多样化采用, 使得综合采煤设备的整体性操作控制变得更加困难, 整体性操控变成了急需解决的问题。为此, 不少技术人员多次尝试性地进行将有着差异性的技术与设备进行整合, 进而形成一个便于操作控制的系统, 但遗憾的是虽有辛勤付出但收获较少。仍然存在一定难度及一些暂时性难以解决的问题, 但综合采煤设备机电一体化的系统化发展仍是大势所趋, 整体系统化的完善, 将会很大程度的提升煤矿的生产效率, 因此, 系统化的发展趋势将会是一个重要的发展方向。
4. 3 煤矿综合采煤设备机电一体化环保化发展趋势
现如今, 随着对环保的日益重视, 各行各业都在提升自身生产效率的同时, 还更多重视了自身生产对环境的影响。煤炭行业作为污染较为严重的行业, 更是被社会各界广泛关注其生产环保化的发展进程, 煤矿的环保化工作不仅仅局限于生产环节, 还涉及运输、洗选等重要工作环节, 但是每个环节的环保化发展都是必须重视并不断实践发展的。因此, 综合采煤设备在机电一体化的同时, 对于其环保化的发展也必将成为未来发展的大势。
5 结语
虽然目前煤炭行业整体情况不景气, 但不能就因此而降低对采煤技术的要求标准, 相反, 越在艰难时刻就应该越严要求, 从而提升自身的竞争力。煤矿综合采煤设备的机电一体化应用对于提高煤矿生产效率, 提升行业竞争力都有着重要的作用, 但其仍有相应存在的一些问题需要去注意、去解决, 进而能够更好地适应将来的社会发展形势。
参考文献
[1]方媛, 等.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术, 2012, 7:52-53.
[2]孙绪斌.试论机电一体化技术对采煤设备的促进作用[J].中国高新技术企业, 2015, 6:167-168.
[3]张锐.刍议机电一体化技术在综合采煤设备中的应用[J].中国新技术新产品, 2011, 8:143.
[4]马亚东.机电一体化在机械采煤中的应用与发展[J].中国新技术新产品, 2011, 2:32-33.
采煤设备 篇8
关键词：采煤机电自动化,采煤生产作业,实际应用
煤矿行业是我国的传统行业, 我国煤矿多以井下开采的方式为主。长期以来, 我国的煤矿开采一直存在着开采深度大、开采环境复杂、开采困难多等方面的问题, 极大地制约了煤矿企业的正常生产。随着采煤技术的不断发展和采煤装备的不断更新换代, 机电自动化技术逐渐应用到煤矿挖掘开采、提升运输等采煤作业的各个环节中, 煤矿开采逐渐实现了开采设备的机械化、电气化, 以及控制方式的自动化。采煤机电自动化技术的广泛应用, 极大地解放了劳动力, 提高了采煤生产作业效率, 并有效保障了煤矿采煤作业的安全性。同时, 自动化也是未来采煤机电设备的发展方向, 是支撑煤矿企业生产信息化建设的基础, 对于加快采煤技术革新、提高煤矿企业竞争力, 促进煤矿产业链升级、确保煤矿企业长期健康发展等具有重要的意义。
一、采煤机电自动化概述
采煤机电自动化是在传统机械技术、电气技术的基础上, 综合运用微电子技术、计算机信息技术、接口技术、软件编程技术、自动控制技术等发展而来的一种采煤机电操控技术, 使采煤机械、电气设备等可以在无人干预或无人操作的情况下, 按照既定的程序指令进行运转工作, 而实现采煤作业目标的过程。自动化技术是一种新的生产力, 它完成了采煤生产过程由人工手动操作向机械自动化操作的转变, 具有操控精确、能量消耗小、运转稳定可靠等优点。采煤机电自动化技术的应用, 实现了采煤作业过程的无人化、精确化和高效化, 使采煤机电进入了一个全新的发展阶段。采煤机电自动化的特点主要有以下三个:
1.集成化程度高。采煤机电自动化技术将信息采集、传输、处理等功能集于一体, 其核心处理器由计算机、可编程逻辑控制器、单片机等组成, 信息采集和传输由高精度传感器、传输元件等来完成, 信息经过处理后再通过人机界面得到及时反馈。高度的集成化使人员可以通过人机界面对机电设备的整体运行情况进行实时监控, 便于人员随时掌握设备运行状况, 及时发现故障问题。
2.更趋于智能化。随着机电自动化技术的不断进步, 尤其是微处理器信息处理速度和能力的逐渐提升, 使采煤机电设备在自动化发展应用的同时也更趋于智能化。如电牵引采煤机, 在其数字交变频同步电动机控制系统提升后, 在实现负载控制的同时, 还实现了矢量控制。
3.多样性。自动化技术在许多采煤机电设备中都有应用, 其产品的多样性和使用的广泛性决定了与之相配套的电气元件的多样性, 例如仅传感器就包括压力传感器、温度传感器、位移传感器等多种类型。自动化技术涉及多系统的集成应用, 这就需要有与之相匹配的多种通信接口, 以适应不同系统的信息传输需求。
二、采煤机电自动化的作用
1.提高采煤生产效率。煤矿开采作业量大且复杂, 对机电设备依赖性较强, 为满足生产需求, 采煤机电设备的功率也不断提高, 对于设备的控制也日益复杂, 要求越来越高, 以往的以人工为主的控制方式, 将很难满足目前采煤机电设备的要求。随着采煤机电自动化技术的发展应用, 使机电实现了无人化操作, 自动化技术所具有的精确的数据采集与处理以及最优化的控制, 使采煤设备能够始终处于最佳、最稳定、最高效的运行状态和采取最便捷的作业方式。相比于人工操作, 自动化具有更高的设备利用率, 在保证生产质量的同时, 使采煤生产效率得到进一步提升。
2.保证采煤作业安全性。井下采煤作业属于高危作业, 生产作业环境异常复杂而恶劣, 影响作业安全的因素众多, 矿压、煤粉尘、瓦斯等等都对采煤作业的安全性和连续性构成了较大的威胁, 同时也给采煤机电设备提出了更多、更高的安全性、可靠性等方面的要求, 而机电自动化技术的应用极大地提高了采煤作业的安全性。首先, 自动化技术使机电设备的应用范围更加广泛, 替代了更多的人工作业, 尤其是一些危险区域或危险项目的作业, 减少了人员接触危害因素的可能性;另一方面, 高度集成化的电子元件、传感器、显示和操作平台以及设备系统中设置的各类状态监测程序、自动诊断程序、系统控制程序等极大提高了机电设备的可操作性和运行的可靠性, 有效保证了采煤作业的安全进行。
3.促进煤矿开采技术创新。机电自动化技术的优势不仅体现在保证生产安全和提高生产效率方面, 更为深远的影响是促进了整个煤矿产业的技术创新。自动化技术的不断推广应用促进了设备的创新改造和更新升级。为更好地服务于煤矿生产, 其广泛的适用性也使自动化技术不断地加强了与其他运输开采技术的相互融合和相互促进, 使得整个煤矿开采技术得到持续的革新, 促进了煤矿企业的长远发展。因此, 机电自动化技术在煤矿开采方面具有广阔的应用前景。
三、机电自动化技术在采煤作业中的实际应用
1.在电牵引采煤机中的应用。机电自动化的应用使采煤机由液压牵引向电牵引的方式转变, 使采煤机的结构更加简单, 性能更加安全可靠, 传动效率更高。电牵引采用了高集成化的电子元件和可编程控制器进行信息反馈和设备控制, 实现了采煤机在运行状态监测、设备故障诊断以及数据显示和操作控制等方面的全自动化。运行状态监测主要包括对采煤机位置、电压、温度、牵引力等数据的实时监测, 准确地描述了采煤的各项运行指标;自动化故障诊断显示可以对设备故障进行监测的同时, 使其形成各种图形数据及时向生产调度传递;通过对采煤机工作参数进行调整设定, 可以使采煤机始终处于恒功率、恒状态, 保证了采煤机节能高效、安全稳定运行。
2.应用于井下传送带。煤炭井下运输主要依靠带式运输机来完成, 以此来实现相距较远的两工作点间的物料传送。传送带最重要的就是要保证其传送的安全稳定性, 提高单位运输量, 避免煤料散落、皮带打滑跑偏等。全自动化带式运输机通过CST软件实现了对运输机整个运转过程的自动化、智能化监控, 有效降低了运输设备运行过程中的故障率和出错率, 确保井下原煤运输不间断, 运输力、速度恒定。
3.在液压支架中的应用。液压支架是确保井下采煤作业安全的关键。随着机电自动化技术的应用, 液压支架也采用了自动化电液控制。自动化电液控制利用计算机配合压力传感器对电液阀进行控制, 减少了液压支架对巷道顶板的压力冲击, 并实现了自动移架, 提高了移架速度。液压支架不同位置的传感器, 可以及时准确地将支架工作状态、环境以电信号的方式传递至计算机, 然后再由计算机依据设定的工艺参数, 向支架发送控制信号, 以此实现对设备的自动化、智能化控制。
4.在矿井提升机中的应用。矿井提升机主要负责将原煤和人员由井下运送至地面。提升机具有运行时间长、运行频率高、提升重量大、运行速度快、交替转换控制多的特点, 再加上井下复杂的作业环境, 这些都给提升机的安全稳定运行带来了不小的影响。自动化技术的应用有效保障了提升机的安全可靠运行。采用PLC控制使提升机的信号系统、控制系统、保护系统等都实现了数字化;采用软启动控制, 确保了矿井提升机的平滑、无冲击启动;数字化的监测保护系统也实现了对提升机位置、速度、电流等参数的实时监测, 并提供了故障主动断电、安全制动保护等预防保护措施, 有效保证了提升机运行的安全性、稳定性。
四、结语
自动化技术的应用有效地保障了采煤机电设备的安全稳定运行, 促进了采煤机电技术的革新。虽然在目前的实际应用中还存在着不少亟待解决的问题, 但随着微电子技术、计算机信息技术的不断创新进步, 未来采煤机电自动化技术也必将乘着这股“东风”实现更为广阔的发展和更为深入的应用。
参考文献
[1]谭超.电牵引采煤机远程参数化控制关键技术研究[D].徐州:中国矿业大学, 2009.
[2]姜新星, 姜浩.电气自动化技术在煤炭工业中的应用[J].机电信息, 2012, (21) .
采煤设备 篇9
一、电铲的选型及数量确定
电铲的选型:查资料可知, 10M t/a以下的大型露天矿选用斗容8～14m3的电铲, 由于目前国内已具备生产标准斗容12m3的电铲能力, 所以首选WK—12m3的电铲, 为验证WK-12m3电铲的年生产能力是否适合10M t/a的露天矿, 采用以下两种方法进行计算比较。
1.第一种方法:按理论公式计算
挖掘机的实际生产能力理论公式为:
Qa=3600 B.@.Kw.Ky.T.@.V/Td
式中:Qa-单斗铲年生产能力, m3/a;
B-单斗铲的日工作天数, 采煤330天;
@-单斗铲年出动率, 采煤:80%
Td-单斗铲每斗循环时间28s
Kw-单斗铲挖掘系数, Kw=Km/Ks;
式中:Km-单斗铲满斗系数0.90;
Ks-物料在勺斗内的松散系数1.30。
根据以上公式计算:
根据露天矿达产时采煤总量为10M t/a, 比重为1.28 t/m3, 拟选一台液压反铲选采, 资料查得液压反铲的月产量为7×103m3, 如本设计按采煤期11个月计算得液压反铲采煤量为7×103×11=7.7×104m3由此可得WK-12m3的年采煤量=采煤总量-液压反铲采煤量即:781.25×104-7.7×104
=7735500m3, 所需电铲台数为:7735500/3.64×106=2.12台, 取3台
2.第二种方法:按电铲有效作业时间及能力计算
由资料查得:采煤WK-12型挖掘机有效作业时间表
采煤WK-12型挖掘机能力计算表
查表计算得:8.31×4=33.24m3, 3600/202=17.82车17.82～33.24=592.34, 592.34×4150=2.45×106Mm3所以一台电铲年产量为2.45×106m3;电铲台数为:78125×104/2.45×106=3.19台;取3台
通过以上两种计算方法可以得出WK-12m3的电铲采煤选3台是可取的。
二、自卸卡车的选型及数量确定
自卸卡车的选型与单斗铲斗容的配合, 查资料和各矿的采煤经验得:斗容8～14m3的电铲, 用于配68～108 t的自卸卡车适用于10M t/a以下的大型露天矿, 根据优先选用国内产品的原则和国内产品的情况看, 可配91 t和108 t两种自卸车。
查表计算:3800×60/18.09=12603.65次, 12603.65×57=71.84×104
3800×60/18.62=12244.90次, 1244.90～79=96.73×104
108 t台数:781.25×104/96.73×104=8.08, 取8台
91 t台数:781.25×104/71.84×104=10.87, 取11台
关于采煤技术和采煤方法的探讨 篇10
随着经济和社会的发展, 需要大量的能源供应。当前能源供应中的一个重要组成就是煤炭, 不少国家非常重视煤矿的采煤技术, 这样就大大提高了采煤技术和采煤方式的发展。而矿山的地质情况对煤矿开采的技术和方式有很大的影响, 所以要充分考虑各种因素以后再设计和选择采煤的方式。煤矿开采的企业在具体的生产过程中要分析当地的具体地质环境, 也要研究采煤的方式, 明确采煤机械的标准, 创新采煤技术, 并且提高煤的利用效率, 尽量保护自然环境, 提高采煤企业的经济和社会效益, 为我国经济的发展和能源的节约贡献力量。
1煤和采煤的概述
煤是一种非常重要的能源, 可是它也是不可再生的, 所以在使用的时候一定要最大限度的提高利用率, 最大程度的减少浪费。煤由很多元素构成, 含有大量的有机质, 所以煤可以作为能源使用。我国的很多地区都有煤的分布, 同时种类也非常丰富。当前, 我国是世界上最大的产煤国, 也是煤主要的供应国, 大大促进了我国经济的发展, 可是如果从长远角度来分析, 这会影响我国能源的可持续发展。
采煤的过程主要分为两大部分:采煤系统和采煤工艺。在采煤系统中, 一般指的就是采煤中布置巷道的方式, 还有就是对掘进和回采顺序的要求。在回采工艺中, 主要是研究采煤技术, 也对相应的设备提出了要求, 在回采的过程中对装煤以及运煤也提出了一定的要求。不同的采煤系统和不同的采煤工艺配合形成不同的采煤方法。
2采煤技术工艺的分析
2.1布置单一煤层采区巷道。在开采单一煤层的过程时, 布置采区的巷道可以采用长壁采煤法, 在区段内回采工作面的上下布置回风巷以及运输巷, 布置的过程相对简单。在布置采区的时候, 也可以先布置阶段运输巷, 同时也要布置采区内的下部车场。将通风系统布置在采区的上部, 这样才能在开采的过程中确保安全, 也确保开采的顺利完成。在布置采区的时候一定要预留出一定的隔离煤柱, 这样就能在掘出的时候确保开切眼。同时也要使用很多机械设备进行开掘, 这样就能促进生产过程的顺利。2.2联合布置近距离煤层采区巷道。我国的煤炭资源一般会有很多近距离的煤层群, 这种煤层群有大量的煤炭资源, 过去在开采煤层群的时候, 布置的巷道一般是单层的, 单独开采各个煤层, 过去这种开采方式是很实用的。可是当前对煤的需求不断增大, 这种开采方式无法满足社会和经济发展的需求。所以在很多矿区一般是联合布置采区巷道, 统一生产距离较近的煤层。联合布置采区促进了生产顺利进行, 保证了开采质量。2.3回采的工艺。在开采中厚煤层的时候, 一般采用长壁采煤的开采技术, 采用很多类型的回采工艺。在对采区回采工艺进行选择的时候, 可以首先分析煤层的地质条件, 分析设备的工艺、技术和技术管理水平, 以确定科学合理的回采工艺。回采工艺主要有破煤、装煤、运煤、支护、顶板管理, 为了促进煤炭开采的良好发展, 就要提高煤炭开采的机械化程度。
3采煤方法分类以及进行选择的基本原则、影响因素的分析
3.1采煤方法的分类。采煤方法有很多种, 以煤层的埋藏条件和开采技术的水平为分类依据, 我国煤矿当前使用的采煤方法主要分为缓倾斜以及倾斜煤层, 煤的厚度一般低于2.8m, 应用的采煤方法是长壁采煤法;如果煤的厚度在2.8m到8m的, 一般应用倾斜分层下行垮落的采煤方法;如果煤的厚度超过了8m, 应用的是倾斜分层水砂充填或者风力充填的采煤方法。现在, 如果煤的厚度超过了6m, 一般采用的是放顶煤开采的方法。针对急倾斜煤层, 如果厚度小于2m, 通常采用的是倒台阶采煤法或者伪斜工作面矸石充填的采煤法;如果煤的厚度在2m到6m, 同时煤层具有不大的厚度, 一般采用的是掩护支架的采煤方法;如果煤的厚度大于6m, 通常采用的是水平分层或者斜切分层的采煤方法。针对特殊环境下的煤层, 比如说顶板非常的坚硬, 开采之后一直不冒顶的, 一般采用煤柱支撑刀柱式的采煤方法。3.2对采煤方法进行选择的基本原则。在矿山的具体地质环境下, 需要对采煤方法进行正确的设计和选择, 就要对选择采煤方法的因素进行充分考虑, 并且依据实际的矿山地质条件、设备的供应、机械化水平、煤层自身的性质、技术水平、管理技术的水平等的生产经验, 确定采煤方法的基本原则为生产安全、经济合理、回采率高, 以此为依据对采煤方法进行选择。在对采煤方法进行具体选择的过程中, 要对回采工艺和采煤系统进行综合研究, 并考虑地质环境的具体情况, 促使回采工艺和采煤系统适应地质环境。3.3对采煤方法有影响的因素。首先是地质方面的因素。而地质方面对采煤方法有影响的因素有煤层的厚度、煤层的倾斜角、顶底板岩石的性质、煤的性质、煤自身的构造, 其中煤的性质又包括煤的硬度、自燃性、含水量、煤层之间的相互位置等。可是主要的影响因素还是煤层的厚度以及煤层的倾斜角度, 和顶底板的性质, 还有煤的埋藏条件是否稳定。其次是技术方面的因素。当前科学技术不断的发展, 也改进和发展了采煤的方法。比如, 采煤机改进为浅截式滚筒、输送机是可弯曲刮板型的, 同时应用的机采工作面是金属支架, 将破煤和装煤结合到一起, 降低了人的劳动强度, 提高了工作效率。还有就是工作的机械化程度也更高了, 在采煤的过程中应用了采煤机、输送机以及自移式液压支架等, 机械化完成了落煤、装煤、输送等工作。同时在煤层比较厚的采煤工作中普遍应用的是综采放顶煤技术, 这是一个重大的采煤技术改革, 在很大程度上促进了生产煤炭的发展。
结束语
煤炭是我国经济和社会发展的重要能源, 在很大程度上对经济和社会产生影响, 所以一定要加大重视煤矿开采工作, 确保合理和有效的开采方式, 提高煤矿开采的安全性和经济性。在采煤的过程中只有应用恰当的采煤方式, 才能更好的对煤炭资源进行利用。通过分析采煤技术和采煤方法, 以促进经济和社会的快速发展。
摘要：煤炭是经济和社会发展过程中的一种重要能源, 在能源供应中发挥着很大的作用, 不少国家储存了大量的煤炭, 只有不断的提高采煤技术和采煤方式, 才能对煤炭资源进行充分的利用。本文首先对采煤和煤进行概述, 对采煤技术进行分析, 主要对采煤方法的分类以及采煤方法进行选择的基本原则、影响因素等进行了探讨分析, 旨在提高煤矿开采的安全性和经济性。
关键词：采煤技术,采煤方法,分类,原则,因素
参考文献
[1]杨志.煤矿采煤技术的合理优化探讨[J].中国新技术新产品, 2010 (13) .
[2]把友权.我国煤矿开采的方法及其选择分析[J].中国新技术新产品, 2011 (1) .
[3]王宁.影响煤矿安全生产因素的探讨[J].能源与环境, 2011 (1) .
[4]李胜辉, 杨闯.司家营铁矿中深孔爆破形成切割井的试验研究[J].矿业工程, 2011 (4) .
[5]邢海清, 勾振丽.微差爆破在采掘工程中的实践[J].有色矿冶, 2008 (1) .
[6]吴大江.浅谈煤矿生产中的爆破安全管理[J].矿业安全与环保, 2008 (S1) .