煤矿机电技术浅谈
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摘要：煤矿机电技术在提高煤矿生产效率和安全水平方面发挥着重要的作用，特别是电力电子技术、设备监测技术和煤矿机器人技术，我国这方面技术取得了一定的进步，但是，与世界先进水平相比仍存在着一定的差距，需要更加关注未来新技术的发展，使煤矿机电技术更加适应大功率、大容量和高安全性的要求。
关键词：机电技术 电力电子技术 设备监测 煤矿机器人
1.煤矿机电设备中的电力电子技术
近年来，随着人们对生产效率的要求，煤矿机电设备呈现大型化、大功率化的特点，这些新的特点对于电力电子技术提出了更高的要求。随着电子技术和半导体技术的发展，当前电力电子技术也取得了较快的发展，与最初的电力电子器件相比，当前的电力电子器件已经有了质的变化。它已由50年代的SCR、80年代的GTR、MOSFET发展到现在的第三代电力电子器件IGBT、SIT。第三代电力电子器件还将高电压、大电流的功率器与控制电路集成在一起,形成智能功率控制集成模块[1]。
电动机是最主要的煤矿机电设备，当前矿井提升机主要采用交流机，主要采用交流变频技术，其主回路和磁场回路均采用电力电子器件,实现变频和整流,由于采用交流电机,没有电刷问题,提升机容量可以大幅度增加。
另外，煤矿的传送机、风机以及水泵的调速和软启动都需要采用电力电子技术，这样除了可以达到较高的调速性能还能达到较好的节能效果。开关磁阻电机（SRD）因为其启动力矩很大，启动电流很小，并且维护很简单，适应煤矿矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等应用，用于刮板输送机的效果也很好，开关磁阻电机主要是以电力电子技术为基础的。
2.煤矿机电设备监测技术
煤矿机电设备安全技术是煤矿安全的重要保障，一般来说，煤矿设备监测系统主要用于对煤矿中矿井提升机、通风机、空气压缩机、水泵等重要的煤矿机电设备的运行情况进行监测。
现在煤矿机电设备监测多采用网络分层结构，最底层是传感器层，主要是多种传感器（温度传感器、压力传感器、电量传感器等）采集通风机、提升机、空气压缩机、水泵等多种设备的运行数据。
传感器将采集到的数据通过通信电缆传到监测分站，监测分站自带本质安全电源,可通过液晶显示屏实时显示煤矿机电设备的监测数据,并在监测量超限时进行本地报警。监测分站主要包括核心处理器、数据采集模块、通信模块、显示模块、键盘模块、报警模块[2]。监测分站的主要作用是将传感器采集到的数据进行处理，然后通过液晶显示器显示出来，并且大部分的监测分站还具有报警功能，当设备数据出现异常的时候，报警模块进行报警，提示出现故障。监测分站的另一个主要作用是将采集到的数据通过通信线传到上位机，管理者可以通过Internet访问上位机，达到远程实时了解煤矿现场机电设备工作运行状态的目的。
3.煤矿机器人技术
煤矿的工作环境比较恶劣，危险性较高，煤矿机器人代替人在煤矿进行劳动，可以有效避免工作人员身体受到伤害。另外，煤矿传统的工作环境使得矿工在潮湿、充满煤尘的环境里长时间、高负荷地工作,这严重影响到矿工的身体健康和生活质量,在异常情况下,会危及到他们的生命,因此,研制煤矿机器人具有十分重要的意义。
目前，国内外已经研制成功的煤矿机器人主要有凿岩机器人、采煤机器人、支护机器人和装载机器人等,这些机器人为煤矿工业的发展奠定了基础。煤矿机器人主要有三部分组成，分别是操纵机构、控制系统和驱动系统[3]。操纵机构是机器人完成煤矿作业的主要机构，不同的机器人具有不同的结构。控制系统是机器人的核心部分，主要用于控制机器人完成逻辑控制和运动轨迹等的控制。驱动系统是机器人的主要动力系统，有电机、液压和电气驱动等类型。
目前，还正在研制中的救灾机器人将具有比较完备的环境感知技术,能够探测出煤矿井下的灾害破坏程度或环境状态参数,并且可将数据传输到地面或井下安全地带,然后根据指令采取适当的救灾行动。
4.煤矿机电技术未来的发展方向
目前，煤矿机电技术正向着大容量、大功率、智能化、网络化的方向发展。我国煤矿机电技术虽然取得了一定的发展，但是，与世界先进水平仍然存在着较大的差距，未来煤矿机电技术将会有以下特点：一、通信功能加强，未来更加注重设备的网络化和智能化，因此，通信功能必然会广泛应用于未来煤矿机电技术。二、传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在井下恶劣的环境下能准确测量被测信号,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能。三、新技术将更加广泛地应用于煤矿机电设备，例如光纤、红外线、雷达等用于煤矿机电一体化产品，这些新技术将更加适应于井下环境[4]。
参考文献
[1] 刘振江. 浅谈煤矿机电技术的现状与发展[J], 河北煤炭,2005(3).
[2] 丁青青, 耿少博. 煤矿机电设备监测系统的设计[J], 工矿自动化,2011(6).
[3] 岳巧珍. 煤矿机电一体化及其发展方向初探[J], 西安矿业学院学报,1999(9).
[4] 谭得健, 徐希康. 我国煤矿机电一体化技术的发展与思考[J], 煤矿机电, 2003(5).
作者简介：
袁中良（1981―），男，山东省临沂人，助理工程师，现在新矿集团万祥公司潘西煤矿调度室工作。
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