淺談機電一體化技術在礦井中的應用

摘要：近年來，科學技術的不斷進步，推動了我國工業建設的發展，工業生產也隨之進入了機電一體化的時代。我國礦產資源豐富，是礦產大國，伴隨著全球市場化經濟的發展，我國礦產需求量日益增大。將機電一體化技術應用在礦井中，不僅有效的提高了礦產開發效率，同時也提高了礦產施工技術，機電一體化已逐漸成為礦產資源開發技術中的重要組成部分，本文對機電一體化技術在礦井中的應用進行深入研究。

關鍵詞：機電一體化；礦井；技術應用

上個世紀70年代之前，我國大多數工業生產設備都是從蘇聯進口的，此時我國工業生產技術發展相對落后，很多技術理論仍不健全。自改革開放以來，我國工業生產進入飛速發展的時代，工業技術的開發和創新是我工業技術科研工作者研究的重要課題。

一、機電一體化技術在礦井中的應用

1.機電一體化技術在采煤中的應用

中國市場經濟體制的變革，使很多留居海外的商人和科研人員看到了中國發展的曙光，紛紛從海外歸來，這股歸國浪潮不僅推動了我國市場經濟的發展，還為我國工業生產帶來了先進的工業技術。1972年，我國首次將機電一體化技術應用在礦產工程施工過程中，其在綜合機械化采煤中的應用，使我國當年煤產量劇增，隨后這種綜合機械化技術一直沿用到80年代后期，成為我國采煤工業的核心技術。

第一套機械化采煤工作面機電一體化技術的應用，將采煤機傳統的液壓牽引轉化為電牽引，采煤裝置的液壓支架控制系統不再是單一的人為操作，而是逐漸被計算機系統所取代，這種以計算機為核心的控制系統，能夠實時有效的監測采煤設備裝置的運行情況，使電液控制、支架位移監測、設備故障維修等方面實現自動化。另外，機電一體化技術在采煤設備的工作面也進行了技術調控，采煤設備工作面的運輸機是系統的重要運輸設備，所以其設備運行的準確性直接影響采煤工程的施工質量，在運輸機上安裝計算機監控裝置，對運輸機準確移動起到了很大的幫助，實現了運輸設備的自動化。

近幾年，機電一體化技術的革新和創新，使其技術在采煤中的應用越來越廣泛，我國采煤工程施工技術也逐漸成熟，采煤施工設備之間的協調工作越來越完善，系統運行的安全性、可靠性、穩定性越來越高。操作系統的高準確性和時效性使我國煤炭產量和質量逐年升高，為煤炭企業帶來了更高的經濟效益的同時，也推動了我國采煤事業的蓬勃發展[1]。

2.機電一體化技術在監控系統上的應用

煤礦設備中的監控系統是煤炭工程的核心系統，影響著礦井施工、煤炭產量、煤炭質量、煤炭施工設備等多個煤炭生產的重要部分。現階段，從我國煤炭監控系統的使用效果來看，我國煤炭監控系統的機電一體化技術仍不成熟，還存在很多問題，具體表現在一下幾個方面：①傳感器穩定性較差，在煤炭監控系統運行時，由于煤炭開發環境惡劣，電量供應經常會中斷，這都會嚴重影響監控系統的運行質量和使用壽命；②影響監控系統出現故障的因素有很多，如：信號干擾、電源電量供給不足、人為系統操作失誤、設備資深故障、計算機程序錯誤等；③監控系統的程序很容易受到黑客入侵。

針對以上問題，我國相關科研機構和計算機科研工作者經過長時間的實踐和研究，對監控系統中的關鍵技術進行了多次的技術改進，使監控系統達到預期的運行效果，但是目前，監控系統在煤炭施工現場的應用率仍不高。在很多發達國家，計算機網絡技術發展很快，其運行速度和運行效果正在不斷提高，我國通過引進國外的先進計算機技術，已開發出了光纜傳輸介質，這種傳媒介質的研發使信息媒體由字符發展到聲像，使煤炭工程控制系統的穩定性、可靠性都有了很大的發展，同時也使煤炭安全生產監控系統成為煤炭行業機電一體化技術應用推廣應用最快的產品[2]。

二、煤礦機電一體化技術

隨著國內大量引進國外采掘機械，國產化機械機電一體化技術的革新，我國煤礦機電一體化水平不斷增高。并取得了顯著成效。目前，我國中遠距離遙控技術的發展和高端電器控制元件的應用使我國煤炭采掘控制系統、施工系統、監測系統都逐步實現了自動化建設。設備中的自身檢查、監控、部分控制已逐步轉變為計算機程序化管理，這給煤礦采掘工作帶來了很大的便利。

機電一體化技術應用在液壓支架控制系統中，為我國自動化技術的發展提供了重要的參考經驗，現階段我國液壓支架自動化、智能化控制水平已逐漸達到世界先進水平。自動化控制系統和保護閉鎖的引入，使煤炭工程的運輸設備實現了超遠距離運輸，控制程序通過智能化操作，使運輸設備實行自動化管理，這都對我國煤礦施工的智能化運作提供了很大的助力[3]。

三、機電一體化技術應用在礦井中存在的問題

機電一體化技術對礦井機械設備的發展方向和煤礦的生產方式都產生了重大的影響。現階段，我國煤礦地下開采工程施工條件非常惡劣，施工作業空間狹窄、環境潮濕、粉塵濃度高等惡劣的施工條件，對我國煤礦開采工人的身體健康造成了巨大的影響，同時也大大增加了開采工人的勞動強度。最近幾年，我國煤礦事故頻發，水、火、瓦斯及粉塵的噴涌與爆炸以及頂板跨落等自然災害更會對礦工的生命與安全造成嚴重威脅。這些客觀條件，使得大部分專業知識過硬的煤礦工人紛紛轉行，礦井作業的勞動力資源越來越少、素質和知識結構偏低的煤礦工人無法正確落實先進技術等諸多問題都嚴重影響采礦工業的現代化進程。

四、礦井機電一體化技術的發展

1.系統化

現階段，我國礦井的機械設備已逐漸實現機電一體化建設，但是其設備體系還沒有形成完善的系統化機制。我國大中型煤炭企業因為有強大的資金支持，所以其煤礦設備自動化系統建設發展很快，技術研發成果顯著，應用情況很好，但是在資金相對匱乏、先進科技研發技術落后的小型煤炭企業，機電一體化的系統化建設發展緩慢，應用情況很差。所以煤礦機械生產中，，零散自動化的技術手段向系統化配套方面轉化是我國礦井機電一體化技術發展的必然方向。

2.程序化

機電一體化產品在程序化應用， 在我國煤炭企業的機械裝備上應用了大量的機電一體化程序化產品，但是其程序化設備大多都是從國外進口來的，我國機電一體化程序化產品發展很落后，要提高我國煤炭開采技術的核心競爭力，就要大力發展我國機電一體化程序化產品研究項目。

3.多途化

煤炭企業的機電一體化設備大多只具備一種使用功能，其性能相對單一，已無法適用于程序越來越復雜的煤炭開采工程，所以研發多用途、高效率、綜合化的煤炭機電設備已逐漸成為我國機電一體化技術研究的重要課題。

4.綠色化

煤礦開采項目對我國環境污染嚴重，能源消耗量巨大，所以開發優質、高效節能、環保、噪聲低、低污染、低粉塵、可靠性強的技術設備，是煤炭企業機電一體化的發展趨勢，這也是我國煤礦采掘行業的發展趨勢。

結論：通過上述對機電一體化在礦井中的應用分析可知，要實現井下作業的自動化和機械化是世界各國采礦技術科研工作者和采礦工人奮斗的共同目標，機電一體化技術在導引工業機智能化的同時，為我國煤礦開采提供了廣泛的空間，也為采煤行業的經濟發展做出了巨大的貢獻。

參考文獻：

[1]胡福慶.機電一體化技術在現代煤礦生產中的應用[J].科技致富向導，2013，23（11）：120-124.

[2]鄧雷.淺談機電一體化技術在煤礦的應用[J].科技信息，2011，10（21）：110-120.

[3]趙海彬.淺談機電一體化技術在煤礦的應用[J].2012，34（11）：115-124.