煤礦機械中機電一體化技術的應用

盧劍波

（山西省大同市同煤集團地煤公司東周窯煤礦，山西 大同 037103）

引言

機電一體化技術是一種復合性的技術，它包括機械、計算機以及信息的處理或自動控制技術的綜合運用。運用機電一體化技術，適應了當下飛速發展的科學技術現狀，以獨特的優勢發揮著重要的功能，在現代煤礦機械的使用中展現出較旺盛的生命力。

1 機電一體化技術的含義及作用

機電一體化技術包含了很多種類的技術，例如自動控制技術、液壓技術或者機械技術等。機電一體化技術發展的初期階段是20世紀70年代，這項技術首先在國外的一些發達國家應用。伴隨計算機時代的到來以及隨著科學技術的不斷更新與發展，煤礦機械中開始大量的運用機電技術一體化，因此在不斷的使用中也得到了較快地發展。

在最近幾年來機電技術一體化廣泛地應用于煤炭機械中。機電一體化技術在煤礦機械當中的作用為廣泛地運用機電一體化技術有效地提高了勞動效率，突出表現在煤礦的生產過程中微處理設備和自動化技術的應用上，在煤礦中應用機電一體化技術大大減少了工作人員的體力勞動，有效地提高了勞動效率，增加了煤炭的生產量；機電一體化確保了生產過程中的安全性，在以前的煤炭開采工作中，較容易發生一系列的安全事故，應用機電技術一體化后，先進技術取代了大量的勞動力，提供了更加可靠的勞動環境，使勞動工作者有了更加安全的保障［1］。

2 煤礦機械中機電一體化技術的應用

2.1 機電一體化在礦井提升機中的應用

現代煤礦機電一體化中具有最高的自動化水平的設備就是礦井提升機。全數字化交直流提升機特別是內裝飾提升機，把滾筒與驅動有效的合并在一起，簡化了原有的較復雜的機械結構，表現出了機械、電力電子以及計算機和自動控制的同時運作。全數字化提升機具有較高的可靠性，運用了總線的方法，將電器的安裝進行了簡化。同時，硬件的配置也很簡單，并且能夠互相的交融工作。在我國自主研制的全數字化直流提升機，已經被當作是煤礦提升機的首要選擇，并被廣泛的應用［2］。

2.2 機電一體化在采煤機中的應用

在采煤機械中電牽引采煤機是機電一體化技術中最廣泛應用的代表之一，借助可編程邏輯控制器實現對變頻器的控制，它有一些獨特的優勢：首先，牽引特性較強，在采煤機的工作過程中，可以增加其充足的牽引力，將阻力大大的減少，可以在前進的時候能夠更加順暢。同時也能夠在采煤機進行下滑的時候發電制動，提供給電網一定的電能；其次是電牽引具有較強的運行可靠性，并且能夠延長使用期。在運用電牽引的過程中，電動機中除了電刷與整流子具有一些輕微的損傷外，沒有造成對別的元件的磨損情況，所以工作狀態較穩定，可以減少故障的發生，將電牽引采煤機使用期限延長增加經濟效益。電牽引的結構較簡單，并且工作效率高。電牽引采煤機機械中的機械傳動部分是由簡單而尺寸小的結構構成，將電能轉換為機械能也只用一次的轉換就可以了，更是可以做到99%的高效率，相對于有些只能做到65%～70%的采煤機的效率而言電牽引采煤機效率更高［3］。

2.3 機電一體化技術在煤礦機械中的綜合應用

煤礦機電一體化技術在煤礦中的綜合應用主要是在線監控、自動報警、以及故障診斷。所謂在線控制，主要是指利用機電一體化技術監控煤礦機械的電動機、土作裝置、傳動系統、液壓系統以及制動系統等在線運行情況；自動報警，主要是指在對上述設備及系統的工作狀態進行監控的過程中，一旦發現異常情況，可以自動、及時地發出警報，向相關人員提示煤礦設備出現故障的準確位置，這樣可以在很大程度上減輕設備維護人員的工作量，降低工作難度，促進煤礦機械設備工作效率的進一步提升，實現對機械設備維護成本的有效控制，不僅如此，還可以有效減少用于機械設備的維修時間，盡可能的延長煤礦機械設備的使用時間。基于機電一體化的煤礦在線監控、自動報警以及故障診斷系統構造如圖1所示。一旦井下發生事故時，井下監控系統會在第一時間完成數據采集，通過微波把信號傳給中央控制中心，有中央控制中心采取措施對事故進行處理［4］。

3 機電一體化技術的發展前景

圖1 基于機電一體化的煤礦在線監控、自動報警以及故障診斷系統

當今世界上擁有一定煤炭資源的國家，大多都將大力研究機電一體化技術作為重要的發展內容。煤礦機械機電一體化技術也將向著更加智能化、程序化、信息化的方面迅速發展，這將成為未來發展的一個主要方向。未來也將會有更廣泛的資金以及科技作為支撐，進行大量的科研工作。這在一定程度上也將促進煤礦企業提高自身的開采能力，將機電一體化領進一個更加自動化、智能化的階段，使它與時俱進，緊緊跟隨時代發展的步伐適合現代市場經濟發展的現實需要。與此同時也能很好的幫助企業獲得更多的經濟效益，增加企業的經濟收入，使經濟呈現出質的飛躍。此外，機電一體化技術在煤礦機械中的應用，更能有效地減少安全事故的發生，增強煤炭開采的安全性，充分的體現以人為本的企業發展準則。

對我國目前的煤礦機電一體化技術的發展而言，未來的煤礦機械中機電一體化技術的發展還應該在通信能力上進行不斷地鉆研，這是為了滿足將生產發展為自動化的現實需要。并且還要不斷地推出新的礦井安全監督系統，還要考慮到進行對煤礦開采中的各種設備應用的有關部件的研制與開發，比如可以研制并使用具有多種功能的煤礦機器人等等［5］。

4 結語

在經濟與科技迅速發展的當今時代，各個領域對于機電一體化技術有著更高的追求。隨著技術的不斷更新與發展，在煤礦機械中使用機電一體化技術的頻率將會越來越高。通過這種技術手段讓煤礦的開采獲得更高的經濟效益將成為未來相關科研工作者不懈的追求。

［1］ 王瑞清.煤礦機械中機電一體化技術的應用研究［J］.煤炭技術，2013（3）：40－41.

［2］ 蘆景英.關于機電一體化技術在煤礦機械中的應用探究［J］.科技創新導報，2012，30：50－51.

［3］ 魯鑫康.工程機械中機電一體化技術的應用［J］.電子制作，2014（9）：70－71.

［4］ 趙鵬昊.煤礦機械中機電一體化技術的應用［J］.科技與企業，2014（12）：69－70.

［5］ 胡建剛.機電在煤礦機械中的應用研究［J］.煤炭技術，2011（4）：90－91.