淺談機電一體化技術在煤礦機械中的應用

吳國軍 劉彩紅

摘 要：煤礦企業一直關注的熱點問題之一就是將機電一體化技術應用到煤礦機械中，機電一體化是礦山機械中一個重要的研究課題，文章對國內外煤礦機械技術的進展做了簡要描述，以煤礦機電技術為代表重點分析了機電一體化技術在煤礦機械中的應用。

關鍵詞：機電一體化技術；煤礦機械；煤礦機電的應用

進入21世紀以來，機電一體化技術取得了巨大進步，在研發方面也不斷成成熟。這一技術在煤礦中得到了普遍應有，同時也成為了該領域的重要研究課題。對于煤礦開采的質量和效率要求越來越高。實現這一目標就離不開先進科學技術的應用和先進理論知識的指導。隨著產業化和安全要求的不斷提高，重型化、智能化和無人化成為煤礦機械發展的方向。

機電一體電技術取得巨大進步的同時，也成功將有自動化功能的機器人、微電子技術，成功的應用在了采礦裝備中，實現了完美融合，所以這一技術得到了煤礦產業的廣泛重視。

1 簡析國內外煤礦一體化技術研發進展

所謂的煤礦機電一體化就是將機電一體化技術應用在傳統的煤礦機械中，從而將其升級改造之后的新的煤礦開采技術。

美國和日本是世界上最早研究機電一體化的兩個國家，這兩個國家將主要的研發方向放在了可以讓其適應各種特殊環境的一系列機電機械設備上。這樣的機械設備可以有預測任務的功能，同時也可以預測出步驟和結果，事先編寫程序就可以自動正常工作。

我國在20世紀70年代就在尖端技術上引入機電一體化技術，經過短暫的發展，就開始了對此項技術的研制工作。在此項工作中取得了很大的研究成果，很多大型煤礦企業研發出了功能強大的煤礦開采技術，并且擁有完全的核心技術產權，這為機電一體化技術在我國煤礦機械中的應用奠定了基礎。

2 目前我國煤礦機電的應用現狀

現在我國研究的煤礦機械動力系統主要由急速器和電機，以及運動執行機構三部分組成。這樣的機械單元環節多，占用大量的空間，使得整體機械的工作效率低下，因此系統的可靠性低，故障率高。這些狀況的出現使人們意識到機電一體化技術不僅僅是將電子科技和機械技術放在一起的簡單疊加。只有成功的將其融合在一起，才可以成功的研發出功能齊全，安全性有保障的機電一體化系統。

隨著工業化的進展人們對于工作效率的要求越來越高，從而讓人們發現對于井下回采工作時，面對的回采速度這方面的要求不斷增大，因此對于煤礦機械化方面的水平也要求的越來越高。采用掘進設備進行施工大大提高了巷道掘進速度。

2.1 機電一體化技術在采煤機中的應用

采煤機較傳統的液壓牽引機有很多優點，主要體現在以下幾方面：

（1）牽引穩定性更高，現在動力系統在機械前進過程中有著很大的功能，主要用來提高部分牽引力，同時可以有效增強采煤機在克服阻力方面的能力，同時采煤機在下滑時，還具有制動發電的功能。

（2）采煤機電機的軸端裝有防止打滑的制動器，使得制動力矩加長，從而保證機械能夠在斜度更大的坡上使用，使得機械的適用的作業環境更大。機電技術在此的應用，使得煤礦企業在特殊環境下的作業效率更高，更加安全。

（3）由于機械結構與傳統的液壓牽引不同，電牽引采煤機一般只會在整流子和電刷上產生磨損，這就使得電牽引采煤機故障率低，維護工作也相應減少，大大延長了機械的壽命。

（4）電牽引采煤機裝配了高靈敏度的傳感器，反應速度更快，更加精確，使得采煤機幾乎不會出現超負荷工作。

2.2 機電一體化技術在采煤機中的功能

維護采礦作業安全和事故預警是采礦工作中必不可少的工作環境。礦山救護機器人能夠對煤礦井下的具體情況采取相應的措施。一般具有以下幾種功能：

（1）對井下被困人員進行定位，還能夠測定有毒、可燃氣體的風向并對其定量。

（2）憑借裝配的模擬視覺系統自動避開障礙物。

（3）能夠及時發出信號，使沒有撤離的人員及時撤離。

（4）還具備暫存井中，具有觀測圖像的功能，并將這些圖像傳輸到控制臺，能夠為救護人員提供可靠的救援信息。

3 煤礦機電一體化技術深入分析

3.1 煤礦機電一體化技術的結構體系

煤礦機電系統主要由三部分組成，它們分別是控制系統、驅動系統以及操作系統，三部分缺一不可。這其中每一部分都有著十分重要的功能。控制系統的主要功能是控制機器人的運動軌跡。而開環控制和閉環控制兩部分則是現在十分常見的兩種控制系統。而驅動系統也由三部分組成，主要是驅動力，減速器和傳感器。而操作系統則具有控制礦山系統完成十分詳細的任何的功能，同時可以通過提供各種各樣的命令，讓系統可以針對不同的環境面做出相對應的操作，從而保證作業的順利進行，避免在這過程中出現問題。

3.2 煤礦機電系統的價值

這一系統的應用可以幫助廣大工人，順利從不良的環境下成功脫離出來。對于工人的身體安全保障，有著不可深遠的意義。煤礦礦井環境十分雜筷，處處充滿灰塵和各種各樣的有害氣體，而且環境潮濕陰暗，而在這種不良的環境下礦工要進行高強度的工作，這對他們健康的影響程度是可想而知的。因此礦山機械設備的研制可以將從事繁重工作的煤礦工人解放出來。而且這種設備可以適應危險的作業環境，能夠高效的完成工作。因此只需要根據煤礦的具體情況采取恰當的設備，就能夠在各種復雜的環境中進行采礦作業。

4 結語

研制煤礦機電設備替代工作人員進行礦山作業，適應各種不良作業環境已經是現在我國煤礦機械行業的主要研究方向。而這一研究主要通過機電設備的引進，從而實現現有煤礦機械的有效升級，從而在一定程度下提高開采量，保障開采出的煤的質量。同時這種先進設備的應用可以幫助廣大采礦工人脫離十分有害的環境。而將可能齊全，同時十分安全可靠的控制系統，引進到煤礦機械研究中，是提高機械性能的主要辦法。當然這些技術的成功研發，要結合我的實際情況才可以進入，這樣才可以保證項目的可能性，同時研究成功后才會有價值。

參考文獻：

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