机电一体化运用于煤矿企业的大趋势

    0 、引言

随着中国的经济和技术的发展,中国的自然资源的开采已经有了一定的规模,根据有关的统计,中国的煤炭行业在近几年里将新建煤矿规模 3×108t 左右,由此可见中国的煤炭行业已有一定的规模,发展到了一定的阶段,中国的煤炭行业向现代化的大型煤矿的方向建设,为中国的煤矿机械工程提供了很好的发展机遇,在高技术的时代,煤矿机械工程更应该注重高技术的运用,抓住时代发展的机遇,促进自身的不断发展进步.在当今的世界,自动化技术被众多的行业吸收采用,自动化的应用对煤矿机械工程会产生巨大的影响[1,2].

    1、 煤矿机械工程发展的现状.

    中国自改革开放以来,各方面都得到了很大的发展,煤矿机械工程总的来看已经经过了 50 多年的发展,到现在为止,煤矿机械工程已经初具规模,中国现在的煤矿机械工程已经有了比较完善的生产体系和巨大的生产能力,在与发达国家相比,发达国家经过了工业革命的改革,生产设备的技术和管理体系都比中国的煤矿机械工程强,中国的煤矿机械工程落后于发达国家大约 10 多年的距离,中国的煤矿机械工程主要在几个方面比较落后:生产主要产品即煤炭资源的核心技术没有完全地掌握;对于产品的技术标准差距比较大;产品的设计理论比较落后;设备的使用寿命、可靠性比较低;检测手段落后,缺乏相关工艺等.这是中国对于发达国家在硬件设施与技术上的差距.随着经济和科技的不断发展,中国对煤炭资源需求量的不断上升,煤矿机械工程暴露出新的问题.

    1.1 、煤炭机械工程的机械体积过大且笨重 设备的可靠性与适应性比较差.

    对于目前开采自然资源的行业,尤其是对于开采煤炭资源的设备,体积大,并且笨重是设备共同的特点,而对于煤炭机械工程工作的环境非常得复杂,环境恶劣多变,但是开采设备的体积过于庞大、笨重、不能灵活地运转,这就造成了开采工作的不便,不利于煤炭机械工程的发展,这方面还限制着设备的搬迁,从而限制煤炭机械工程生产能力的发挥.另外,对于开采需要的这些设备,它们还存在着能耗非常大,但使用寿命比较短,大多数设备都依赖于进口,成本相应提高,国内技术还不成熟等一系列缺点.对于煤矿工程的环境比较恶劣,而这些设备又不能很好地适应环境的需求,不能随地质情况的变化很好地调整,因此造成了在某些环境下或者某些地质条件下不能正常地展开使用,降低了煤矿机械工程的机械化水平,成为阻碍煤矿生产的不利因素,对于国内有关的设备技术还不完善,国产的设备产品容易毁坏,破坏了的机器就会影响整体性能的发挥,使机器设备的整体性能大大地降低,可靠度降低,要想保证设备的可靠度就必须经常维修和更换,这不仅增加了煤矿机械工程的成本,还严重影响了煤矿机械工程的进度和效率,影响煤炭的连续化生产,还会造成一些不安全的隐患,降低了设备的寿命[3].

    1.2 、煤矿机械工程设备的智能化程度比较低.

    在高技术智能化的二十一世纪,国外实现智能化程度比较高,而在国内,智能化有一定的应用和发展,但是在煤矿机械工程中,中国的现代化水平远远落后于世界上的发达国家.在中国,大部分接卸设备都是手动的、人为操控的机器设备,仅仅有一小部分小型仪器设备初步实现了数字化与智能化,这对于中国煤矿机械工程的发展是非常不利的,面对世界上如此激烈的竞争,中国不能很好地把握新技术和智能化的发展,将会造成很不利的影响,这也会成为制约中国煤炭生产能力的一个瓶颈.

    1.3 、对于煤炭机械工程的机械材料问题.

    对于机器设备来说,材料的材质对于机械设备的质量是一个很重要的制约因素,中国现在的钢铁质量问题一直是困扰机械制造行业的一个很大难题.对于材质比较好的钢铁,它的价格就比较高,这样,制造出来的机械设备造价就比较高,在市场上缺乏一定的竞争力度,再加上国外的设备对国内市场的冲击,造成高成本的机械设备在市场上没有市场份额,而对于材质一般的钢铁材料,虽然价格比较适中,但由于钢铁本身材质不优良,在机械设备制造过程中,进行热处理时,容易发生一些裂痕或者其它缺陷,造成工艺上很难达到满意的程度,况且,中国本身在机械设备的热处理上就比国外技术差,落后于世界上发达国家,所以,造成了机械加工上的一个很大的难题[4].

    1.4、 煤矿机械工程中的污染.

    煤炭企业是污染比较严重的重工业产业,能耗比较高,污染严重,并且煤炭与地面上的水、植物、土地等紧密结合,有些煤炭企业不注重环境保护,造成了很严重的环境污染,不符合中国可持续发展的理念.所以在开采煤矿时,应尽量避免环境污染,注意节能、可拆卸和可维修性、产品报废后的可回收和可再利用 (废弃物最少化)、不含有害物质、废弃物的处理过程经济或不会对环境、安全和身体健康造成危害等,是以后机械设计需要考虑的方面.

    2 、煤矿机械工程发展的方向.

    对于中国煤矿机械工程的发展方向,随着现代科学技术的发展,一大批高新技术群体如微电子技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、新能源技术、光纤通信技术等正在逐步走向成熟.中国煤矿机械发展将会向高技术、智能化方向发展,对于煤矿机械工程的设备将随着不断地改进,不断地减小体积,增加灵活性,能适应各种环境变化,适应各种地质条件,而且,在目前煤矿机械工程有一部分已经采用了自动化技术,得到了一定成效,以后对于自动化的应用会更加地广泛和深入,实现煤矿机械工程的自动化.

    3 、煤矿机械工程的自动化.

    3.1 、对于煤矿机械工程中采掘机械的电气自动化.

    随着科技进步,目前,大部分国家使用的煤矿采掘机械渐渐地都在向点牵引方向发展,并且在这一方面也取得了一定成效,有些采掘机械已经开始采用多点驱动系统,它的工作主要是通过电机来完成,其电机一般都会横向放置,而且装机容量也越来越大,对于中国现在的采掘机械,装机功率都在 1 000 kW 左右,有的采掘机械甚至达到了 1 500 kW,大大提高了工作效率与煤炭的生产能力;另外,使用交流电牵引电机不仅效率非常高,而且可靠度十分高,它有着很高的抗污染能力,维护起来比较方便快捷,深受煤矿企业的欢迎.

    对于自动化技术中,最核心的技术就是计算机技术,再加上传感器和故障诊断技术,合起来就是自动化技术,自动化技术的优越性表现在几个方面:工作效率非常高,精确度高,可靠性能极强,这就很好地克服了仪器设备上的诸多缺点.此外煤矿机械工程上使用的输送机也逐渐向多样化承载能力的方向发展.

    但是在中国,对于自动化技术运用还很不完善,相对于世界大发达国家,中国现在的技术比较落后,中国采用的最大的液压牵引只有 500 kW,点牵引在中国还没有发展起来,设备主要靠引进国外的设备,由于工作面输送机的运作能力还十分低下,连接强度较低,运煤量比较少,故障诊断系统刚刚起步,没有形成完整体系,从整个煤矿机械工程上来看,不管是哪一方面,中国在煤矿机械工程自动化技术的应用相对于发达国家都是比较落后的.

    3.2 、煤矿运输对煤矿机械工程的机械电气自动化起提升的作用.

    随着中国经济和技术的发展,中国的采煤量出现持续上升趋势,这是连高的发展局面,是比较好的发展态势,对于采煤过程中的运输,那些比较大的煤矿企业大多都采用胶带运输,随着需求量不断上升,对于胶带运输的监控控制系统的研究取得了很大成果,并且进入了实际应用阶段,由于计算机技术的发展和普及,单一的保护已经逐渐向系统化、综合化发展,这些高新技术在投入使用后表现出来的效果十分明显.在高科技文化不断发展的二十一新世纪,在煤矿机械设备中信息化设计的应用已经成为了一个非常必要的环节.目前,中国的煤矿机械工程与先进国家相比,还处于相对比较落后的状态,所以,中国必须制定有效政策和给予煤矿机械工程足够的技术扶持,以此来发展壮大中国煤矿机械工程自动化的发展和高技术的运用.

    3.3 、对于煤矿的安全 监控控制系统的应用.

    中国的安全监测系统大多数都是从国外引进来的,在中国的煤矿机械工程中,安全监控系统已经开始投入使用,但在安全检测系统中,中国的传感器种类较少,这使得监控系统缺乏一定安全性和可靠性,所以,安全监控系统并没有在中国得到广泛应用,所以煤矿企业应该加大对相关传感器的研究和开发,尽最大可能地将其性能优化,为监控系统提供可靠的安全保障,促进自动化在中国煤矿机械工程中的应用.

    加快中国信息化建设,这些自动化都是建立在信息化基础上的,只有信息化设计提高了,才能提高自动化水平,从而提高煤炭开采的工作效率,转变中国的煤矿作业模式,走向现代化、自动化和高科技化.

    4 、结语.

    中国煤矿机械工程的发展已经初具规模,发展到了一定程度,但是对于高科技的运用还比较落后,随着经济和科技的发展,煤矿机械工程必须及时吸纳高科技,实现自动化,与世界接轨才能迅速地发展起来,不被世界淘汰,科技是第一生产力,要想提高煤炭机械工程的自动化水平,必须加快科学技术研究,紧跟时代步伐.

    参考文献:

    [1] 龙 钢.浅谈煤矿机械的发展与未来[J].科技资讯,2010(36):185.

    [2] 黄 帆.浅谈煤矿机械现状与发展[J].中外企业家,2012(14):101-102.

    [3] 林延中.浅谈煤矿机械制造的调整和改革[J].煤炭经济研究,2012(04):38-42.

    [4] 谭得健.我国煤矿自动化现状及发展趋势[J].中国矿业大学,2010(09):12-13.