機電一體化技術在礦山機械的應用及發展趨勢

聶少莉

摘 要：近年來科學技術取得了較快的發展，各行各業發展過程中一些新技術得以廣泛應用，我國工業生產的整體水平有了大幅度的提升。在這種大背景下，機電一體化技術取得了較大的發展，并在礦山機械中廣泛應用，不僅有效的降低了礦山機械的能耗，全面提高了礦山機械采礦的效率，而且有效地促進了煤礦行業的快速發展。文章從機電一體化發展歷史及其在礦山機械中的重要性入手，分析了礦山機械中機電一體化的主要應用，并進一步對機電一體化在礦山應用中的綜合技術及發展趨勢進行了具體的闡述。

關鍵詞：礦山機械；機電一體化；應用；綜合技術；發展趨勢

中圖分類號：TD67 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0112-02

前言

在當前礦山機械中，由于微傳感器技術、電子技術、自動化技術、軟件技術和計算機技術等的快速發展并在礦山機械中進行應用，有效地推動了礦山機械的智能化、數字化和自動化水平，全面提升了礦山機械的性能和實用性。通過在礦山機械中應用機電一體化技術，有效的促進了新產品的開發和舊設備的改造，全面提升了采煤的安全性，對煤礦企業的發展具有非常重要的意義。

1 機電一體化的發展歷史

機電一體化發展的初級階段大致為上世紀六十年代，這時電子技術發展水平還不高，電子技術與機械技術并沒有得到有效的結合，因此綜合兩項技術開發出來的產品數量也較少。到了上世紀七八十年代，機電一體技術取得了快速的發展，控制技術、通信技術和計算機技術在社會各行業中應用十分廣泛，在科技領域中出現了微型計算機和超大規模的集成電路，這也使機電一體化及其產品的發展和應用得到大家的重視，這有效的推動了機電一體化的發展。從上世紀九十年代到今天，通信技術、光學技術及微細加工技術等在機電一體化中進行應用，同時微機電一體化和光機電一體化等機電一體化的分支也隨之出現，機電一體化加快了智能化發展的步伐，而且機電一體化產品呈現出較強的數字化、模塊化、網絡化、微型化、集成化、綠色化和人性化的特點。

2 機電一體化在礦山機械中應用的重要性

在煤礦企業發展過程中，煤礦機械發揮著非常重要的作用。而且煤礦機械的技術水平還直接關系到煤礦工企業的發展狀況。隨著機電一體化在煤礦機械中的應用，現有的煤礦機械實現了有效的改造，煤礦行業的生產力水平和產品質量有了較大程度的提升，而且在一定程度上保障了煤礦開采的安全，有效地促進了煤炭企業的發展進程。一直以來我國煤礦開采技術都較為落后，而且在實際作業過程中，生產機械故障發生率較高，這也導致作業人員的生命財產安全無法得到有效的保障。將機電一體化在煤礦機械中進行應用，有效地提高了機械設備的技術水平，工作效率得以提升，作業人員的工作強度下降，同時機械設備安全性能的提高，不僅安全事故發生機率下降，而且作業人員的生命安全得到了一定的保障，勞動者的收入水平也有所提升。

3 礦山機械中機電一體化的主要應用

3.1 具體在機械中的應用

在煤礦機械中應用機電一體化技術，這不僅是煤礦機械技術發展的必然，同時也是現代科學技術在煤礦工機械改造中應用的重要標志。在當前煤礦機械中，機電一體化主要應用在挖掘機、采煤機、帶式傳輸機、支護設備和礦井提升機等方面，而且在實際應用過程中取得了較好的成效，全面提升了煤礦機械的技術水平。

首先，機電一體化在挖掘機上的應用。在當前煤礦企業實際作業過程中，挖掘機作為不可或缺的重要設備之一，挖掘機電氣運行系統主要組成部分為操作箱、照明燈、電鈴和開關箱等，將機電一體化在電氣運行系統中進行應用，有效地提高了電氣運行系統的科技含量，確保了其運行的安全。同時將電氣系統與液壓系統有效結合，有效地完成挖掘機的具體操作。在挖掘機控制系統中，采用自動化控制技術來對機械的主控制器和開關箱的儀表進行控制，可以進一步提升挖掘機的控制性能。

其次，機電一體化在采煤機上的應用。煤礦企業無論是生產效率還是煤炭生產總量都與采煤機具有非常緊密的關系，可以說采煤機的運行情況與企業的經濟效益息息相關。在煤礦采煤機中應用機電一體化技術，可以有效地提高采煤機的性能和生產效率。通過應用機電一體化技術來對采煤機進行改造，這種電牽引采煤機相較于傳統的液壓采煤機，其具有更優良的牽引性能，有效地解決了傳統采煤機運行中阻力大及易下滑的問題，而且多余的電能還能夠返送加電力系統中，不僅實現了能源的節約，而且設備運行更安全，更具實用性。

3.2 在安全生產監控中的應用

將機電一體化技術在煤礦企業生產監控中進行應用，可以為煤礦企業的安全生產提供重要的技術保障。在上世紀九十年代，機電一體化技術即開始在煤炭安全監測系統中進行探索式應用，經過幾十年的不斷努力，當前煤礦企業的安全監控體系也較為完備，能夠針對煤礦企業生產特征進行分析，實現對本地區煤礦開采安全進行監控，當前應用的監控系統智能化水平較高，基本已達到國際先進水平。

4 機電一體化在礦山機械中應用的綜合技術

4.1 液壓支架的機電一體化技術

在當前液壓支架中通過應用機電一體化技術，可以促進液壓支架的電液控制，這也是當前液壓支架的主要發展方向。通過電液控制的液壓支架，實現了定壓雙向鄰架，有效的避免了對支架和頂板所帶來的沖擊，不僅提高了勞動生產率，而且實現了人力的節約，對礦井的現代化發展具有積極的推動作用。

4.2 帶式輸送機中試點一體化的技術

作為煤礦井下輸送系統的主要設備、出煤運煤的中樞載體，帶式輸送機屬于礦山大型設備，具有自動化、運行可靠、效率高、輸送量大的特點，礦井提升機是機械、計算機、電力電子、自動控制的綜合體，應用了總線方式，零備件少，配件簡樸，具備快速通訊功能。我國研制成功的全數字化直流提升機的計算機系統核心部件是由雙CPU構成的。我國的變頻器供電的交流提升機擁有更加安全的保護系統，系統中的兩臺計算機可互相檢測、同步工作，可實時監測驅動回路、制動回路、電源回路以及安全回路 在礦井帶式輸送機中應用機電一體化技術后，可進一步提高輸送機監控設備的靈敏度、可靠性以及使用壽命，極大提高提升機的安全性能。endprint

4.3 監控中機電一體化的技術

礦井安全生產監控系統充分體現了機電一體化技術在礦山生產中的應用，與美國、英國、德國和法國這些工業發達家相比，我國的監測監控技術發展比較晚，隨著經濟的發展及科學技術的進步，我國通過消化、吸收外國的技術并結合國內煤礦生產的實際情況研制了一批安全監控系統（如KJ4、KJ2、K90），以K90（煤炭科學研究院研制）、KJ95（煤炭科學研究總院常州研究所研制）為例，兩項技術均采用了Windows操縱系統，具備網絡連接功能，具有較高的測控分站智能化水平。將安全監測和監控系統在礦山生產中進行有效應用，不僅各項生產活動的安全性得以大幅度提升，而且能夠及時發現生產過程中的各種問題，并及時進行處理，有效地降低安全事故的發生率，保障了煤礦作業的安全。

5 煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢展望

當前我國自己研發制造的煤礦機電一體化設備具有智能化、程序化和信息化特點，而且設備體積較小，更易于操作和維護，性能十分可靠。在煤礦生產中通過應用這些設備，有效的提高了煤礦的生產水平，降低了作業人員的勞動強度，為煤礦企業創造出了巨大的經濟效益和社會效益。當前我國煤礦機電一體化技術相較于發達國家還存在一定的差距，因此還需要加大研究的力度，在今后要重視開發具有自主知識產權技術的開發，這其中應以煤礦開采技術和配套裝備為主導，并進一步增強煤礦機電一體化產品的通信功能，使其與綜合自動化需要有效地適應。加快推進煤礦機器人的開發，并將其作為今后煤礦機電一體化技術研究的重點。

6 結束語

近年來科學技術呈現出快速發展的態勢，這也使機電一體化技術取得了較大的進步，由于機電一體化技術將多種先進技術集于一身，其應用范圍不斷擴大，產品也加快了向自動化、數字化和智能化的發展。機電一體化技術在礦山機械中的應用，為礦山綜合自動化的發展奠定了良好的基礎，而且隨著機電一體化技術在煤礦工程中的廣泛應用，礦山機械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增強，這不僅有效地提升了煤礦企業的生產能力，而且也對我國煤炭行業的健康、持續發展起到了積極的促進作用。

參考文獻：

[1]姚桂玲.機電一體化技術在煤礦生產中的應用研究[J].煤炭技術，2011（08）.

[2]侯利華.機電一體化在礦山機械中的應用[J].硅谷，2012（01）.

[3]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（02）.

[4]王文玉.機電一體化的發展與在礦山生產中的應用[J].電子制作，2013（04）.endprint