煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究獲獎科研報告

煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究獲獎科研報告【摘

要】煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)自動化技術(shù)全面應(yīng)用了傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、編程技術(shù)、信息技術(shù)等，其特點(diǎn)是能耗低、穩(wěn)定性高等，在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用該技術(shù)，不但使煤礦生產(chǎn)的信息化與數(shù)字化水平提升，而且便于企業(yè)管理自動化的實(shí)現(xiàn)。本文主要對于煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用進(jìn)行了研究，從而保障煤礦機(jī)電運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)步發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】煤礦;機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng);措施

一、煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)的特點(diǎn)

煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)，如圖1。

（1）多變且復(fù)雜

煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)做包括的范圍非常的廣泛，與此同時煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)包含許多井下設(shè)備，并且彼此之間相互影響，非常的復(fù)雜，除此室外煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的工作環(huán)境非常的惡劣，容易受到多種因素的影響，并且還容易發(fā)生一些不可預(yù)知的變化，隨著科技的不斷發(fā)展，運(yùn)輸設(shè)備正在朝著大型化的方向發(fā)展，并且各個大的運(yùn)輸系統(tǒng)之間還存在著自己的子系統(tǒng)，各個系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，相互影響，形成了一個比較復(fù)雜的層次。一般來說主網(wǎng)絡(luò)是由掘進(jìn)、回采、運(yùn)輸和提升四個環(huán)節(jié)組成，煤礦還可以分為很多采區(qū)，各個采區(qū)之間的排水、通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)都有很多個子系統(tǒng)構(gòu)成，不同的系統(tǒng)之間相互影響，相互作用，從而形成了一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

（2）大量的安全隱患

煤礦的開采環(huán)境比較復(fù)雜，尤其是具有大型機(jī)電設(shè)備的時候，大型機(jī)電設(shè)備本身的使用就具有一定的危險性，更何況是在煤礦井下這么復(fù)雜的環(huán)境中。在進(jìn)行煤礦采掘的時候，如果煤塵與瓦斯的含量到達(dá)某一個值的時候，電氣設(shè)備就會受到影響發(fā)生電火花，對于工作人員的人身健康安全構(gòu)成了極大的威脅，除此之外，在巷道內(nèi)的濕度比較高的時候，機(jī)電設(shè)備及其容易受到腐蝕，從而降低了機(jī)電設(shè)備的絕緣性，再加上井下的環(huán)境比較惡劣，空間狹窄，因此在進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試、搬運(yùn)、安裝的時候非常容易發(fā)生觸電的事件。

（3）對于人員的要求比較高

機(jī)電運(yùn)輸?shù)闹黧w并不是機(jī)電設(shè)備，最主要的還是機(jī)電設(shè)備的操作人員，煤礦下的機(jī)電運(yùn)輸工作在現(xiàn)階段還未實(shí)現(xiàn)完全的自動化，因此大部分操作仍然需要相關(guān)的工作人員通過手動的方式來進(jìn)行，因此相關(guān)工作人員的操作意識與操作水平都會對運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)果造成一定的影響。為了保證工作的高效進(jìn)行，這些設(shè)備通常需要長期持續(xù)的工作，因此相關(guān)的工作人員也必須一致保持緊張的工作狀態(tài)，以此來提高工作的質(zhì)量。并且對于一些特殊崗位的工作人員來說，對于技術(shù)的要求就更高了，所以在實(shí)踐中這些職位的工作人員通常情況下是不能進(jìn)行隨意的調(diào)動與調(diào)換的。

（4）老礦的維護(hù)難度比較大

伴隨著開采深度的不斷增加，開采的條件也變得逐漸的惡劣，在一些老礦中對于機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備的使用、維護(hù)、管理等工作也變得越來越復(fù)雜，操作人員必須更加的認(rèn)真與負(fù)責(zé)，才能保證運(yùn)輸工作的安全性。

二、煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

2.1原有運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備的升級改造

裝備大運(yùn)力節(jié)能提速型皮帶機(jī)在原有的煤炭運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)上，新型皮帶機(jī)全部采用節(jié)能型電機(jī)、變頻裝置、液粘軟啟動等先進(jìn)節(jié)能設(shè)備，可提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，減少能耗，減少設(shè)備維修維護(hù)工作量。采煤設(shè)備方面，工作面刮板運(yùn)輸機(jī)配套上采用國內(nèi)開關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)刮板機(jī)的速度可調(diào)節(jié)，根據(jù)刮板輸送機(jī)中壓煤量的多少，設(shè)定所對應(yīng)速度來適應(yīng)設(shè)備后續(xù)輸送運(yùn)量，保證整個運(yùn)輸系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，加快了工作面推進(jìn)速度，提高生產(chǎn)率，并且因?yàn)殚_關(guān)磁阻電機(jī)本身可實(shí)現(xiàn)軟起，系統(tǒng)中可電機(jī)直接與減速機(jī)連接，節(jié)省修護(hù)成本，提高了產(chǎn)量。帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)行設(shè)備，廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)生產(chǎn)中，原配倉帶式輸送機(jī)存在運(yùn)行時間長，運(yùn)送大塊礦石導(dǎo)致使用壽命短的問題，實(shí)際改造過程中，可將兩部配倉帶式輸送機(jī)整體縮減3.5米，再在輸送機(jī)受礦段的下方安裝緩沖托輥，減速下落礦石時礦石對輸送帶的沖擊，可以延長輸送帶使用壽命，且將剩余部分配件托輥收回，以便日后檢修及更換配件。

2.2在窄軌機(jī)車運(yùn)輸中交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

如今，在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中，窄軌機(jī)車也得到了廣泛的應(yīng)用，其主要依靠直流電動機(jī)作為牽引動力源，借助恒定的直流電源進(jìn)行供電，以此來確保機(jī)車操作平穩(wěn)。在起動、制動和調(diào)速等環(huán)節(jié)中，需要選擇串接電阻給予控制，但是其會造成電能資源的浪費(fèi)，且會對設(shè)備造成不同程度的損害。而交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠使上述問題得到有效解決，既可以輕松實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速、平穩(wěn)起動和再生制動，而且能源消耗大大降低。實(shí)際上，交流變頻調(diào)速窄軌電機(jī)車，不僅摒棄了以往陳舊的電阻調(diào)速器和直流電動機(jī)，而且采用了節(jié)電顯著的DSP系列變頻調(diào)速器和性能可靠的三相永磁同步交流牽引電動機(jī)。變頻調(diào)速技術(shù)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，其三相永磁同步交流牽引電動機(jī)超過直流電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩，既符合了低速時電機(jī)車的最大起動牽引力要求，而且具有十分優(yōu)越的性能，可以有效提高窄軌機(jī)車運(yùn)輸效率。在窄軌機(jī)車運(yùn)輸過程中，交流變頻調(diào)速技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)如下：

①直流架線調(diào)速電機(jī)車采用了以往的直流電動機(jī);②斬波調(diào)速是通過無觸頭總的IGBT開斷，實(shí)現(xiàn)電機(jī)端電壓改變來實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。其中的變頻調(diào)速器選擇了國際最先進(jìn)的DSP變頻調(diào)速技術(shù)，選擇了進(jìn)口IGBT模塊元件和進(jìn)口原裝全套控制電路，達(dá)到了比較理想的節(jié)能效果。電機(jī)車啟動平穩(wěn)、降低能耗、無極調(diào)速。對變頻器設(shè)有過流、過負(fù)荷、過壓、欠壓和接地保護(hù)。對電機(jī)設(shè)有過熱、過流、短路、斷相、失壓等保護(hù)，同時也降低了電機(jī)車的維修成本。

2.3引入全數(shù)字車載移動式應(yīng)急搶修設(shè)施

針對千米深井運(yùn)行中存在的安全隱患，可引進(jìn)全數(shù)字車載移動式應(yīng)急搶修先進(jìn)設(shè)備，可以最大80Km/h的速度駛往目的地實(shí)現(xiàn)人員應(yīng)急救援、災(zāi)防演習(xí)及井筒檢查、維護(hù)等，由計算機(jī)系統(tǒng)控制的全數(shù)字救援絞車為載體，傳感器齊全，保護(hù)力度完善可靠，可實(shí)現(xiàn)快速救援;由于其提升鋼絲繩長1300米左右，可處于最深1200多米的井深，由電力或柴油驅(qū)動，最大提升速度1m/s，最多可載10人。絞車采用雙通道通信模式，通信方便、可靠，司機(jī)可通過一根置于提升鋼絲繩內(nèi)的通信電纜與罐籠內(nèi)人員通信，內(nèi)置于救援罐籠內(nèi)的防爆電池提供電源，能夠保證通信裝置的正常通信，在緊急應(yīng)急時，通過救援罐籠內(nèi)壁上的自發(fā)電式電話可以緊急通話。改進(jìn)后的提升切換十分方便，安全可靠，環(huán)境適應(yīng)能力和持續(xù)救援能力強(qiáng)大，極大提高礦井安全救援可靠性。

三、結(jié)束