機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的實踐探析

張金川 王玉龍 子長縣中達焦家溝煤業(yè)有限公司

機電一體化技術(shù)應用到煤礦開采中表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦開采信息的實時監(jiān)控，并將采集到的信息傳輸?shù)斤@示設備，通過對采集信息的綜合性分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)煤礦開采過程中的不良因素，從而促進煤礦開采效率和安全性提升。也正是機電一體化技術(shù)在應用中表現(xiàn)出來的眾多優(yōu)勢，使得其在煤礦生產(chǎn)中得到較為廣泛的應用。

一、機電一體化技術(shù)概述

機電一體化技術(shù)是一門包含自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)等多種技術(shù)的綜合性技術(shù)。機電一體化是當下新型的技術(shù)之一，能夠利用新興的信息技術(shù)和計算機技術(shù)融入機械設備中。機電一體化技術(shù)可以優(yōu)化原本的機械設備，使機械設備更加智能化。隨著最近幾年我國對煤炭開采設備的要求不斷提高，機電一體化技術(shù)應用于煤礦開采的機械設備中似乎已經(jīng)成為一大必然的趨勢。

二、煤礦機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

（一）提升了機械設備操作的便捷性

煤礦生產(chǎn)中使用了大量的機電設備，需要通過相應的操作桿來操作機械設備。在進行設備控制時，需要進行合適力度的控制。若控制力度不當，則會導致設備不能按照預定方式工作。這在很大程度上增加了操作設備的入門難度，降低了生產(chǎn)效率。應用機電一體化技術(shù)后，可采用相應的電氣設備來對機械設備進行操控。這樣既可以更準確地控制機械設備，又可以大大降低設備操作的入門門檻。在進行操作時，工人只需要按相應的按鈕就可實現(xiàn)對機械設備的準確快速操作。此外，機械設備上安裝的監(jiān)控和顯示器有助于看清設備的運轉(zhuǎn)情況，更便于對機電設備的操作。

（二）增強了設備的安全性

在煤礦生產(chǎn)過程中，機械設備會發(fā)生故障。在過去，對于機電設備的故障只能通過對設備進行檢查或察覺設備運行的異常情況才能發(fā)現(xiàn)，這極大地增加了機械設備發(fā)生故障的可能性。當前，采煤設備的機電一體化程度正在不斷提高，一些設備配置了電子控制系統(tǒng)。在采用機電一體化技術(shù)后，通過在機械設備上安裝一些傳感器采集設備運行的參數(shù)，就可及時發(fā)現(xiàn)設備故障。若設備的運行參數(shù)發(fā)生異常，相應的指示燈會異常或發(fā)出相應警報，可有效地避免安全事故的發(fā)生。例如：機械設備的溫度過高時，機械設備上的溫度顯示器會變紅，提示工作人員要注意安全。

（三）有助于提升經(jīng)濟效益

通過對機電一體化技術(shù)進行有效應用，能夠在提升煤礦開采作業(yè)生產(chǎn)效率的同時，降低煤礦開采作業(yè)生產(chǎn)成本，使煤礦企業(yè)在開采作業(yè)過程中能夠獲得較高的經(jīng)濟收入。同時也有助于提升相關煤礦企業(yè)的綜合競爭力，更好的適應當前社會發(fā)展所需。此外，在更為先進的機電一體化設備支持下，安全事故發(fā)生率降低，這也是保證煤礦企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要基礎。

三、機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的實踐

（一）機電一體化技術(shù)在煤炭采掘過程中的應用

機電一體化技術(shù)在煤炭采掘過程中的應用主要可以表現(xiàn)在兩方面，即掘進機和采煤機。首先，掘進機是出現(xiàn)在煤礦開采的掘進和回采環(huán)節(jié)中，這是煤礦開采的一個重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前多采用“采掘并重，掘進先行”的方針。在這個過程中，應用機電一體化技術(shù)主要表現(xiàn)在以下三個方面，即負載反饋調(diào)速技術(shù)、掘進機行走調(diào)速技術(shù)、離機遙控技術(shù)和工況監(jiān)測及故障診斷技術(shù)。所以，目前可以把機電一體化技術(shù)在以上三個方面的應用更加深入研究，這樣能夠使得整個煤礦開采的工作效率更高。其次，機電一體化技術(shù)還出現(xiàn)在采煤機中。電牽引采煤機是采煤機應用機電一體化技術(shù)的最佳代表。相比普通的采煤機，電牽引采煤機有以下特點：牽引力好，在采煤過程中提供牽引力，當遇到阻力時也能夠繼續(xù)前進。而且當電力出現(xiàn)問題的時候，還能夠及時地通過電信號進行反饋。電牽引采煤機的工作性能的可靠性很強，使用的壽命也很長。由此可見，機電一體化技術(shù)在采煤機的應用對煤炭開采的作用很大。

（二）機電一體化技術(shù)在煤炭運輸過程中的應用

在運輸過程中，具有代表性的機電一體化技術(shù)的應用有帶式輸送機、煤礦運輸提升機、斜井乘人裝置這三方面。

（1）帶式輸送機主要應用在井下是輸送過程中。主要是利用電液一體化、采用機這兩種方式進行優(yōu)化，這樣可以大幅地提高輸送機的靈敏度和可靠性。如果想進一步地優(yōu)化機電一體化技術(shù)的應用，可以從在礦井主運煤皮帶順煤流啟動的應用研究工作入手。實踐已經(jīng)證明，帶式輸送機與機電一體化技術(shù)結(jié)合能夠更加有效地提高煤炭輸送過程中的效率。

（2）煤礦運輸提升機是在煤礦運輸系統(tǒng)中最令人頭疼的系統(tǒng)，因為在整個煤礦運輸?shù)倪^程中，其消耗的電量最大，而且傳統(tǒng)模式下的煤礦運輸提升機的穩(wěn)定性也較差，常常因此影響工作的進度。但隨著機電一體化技術(shù)應用其中，這些問題已經(jīng)得到了很好的解決，現(xiàn)在的煤礦運輸提升機已經(jīng)廣泛應用了數(shù)字化技術(shù)，并且改良了煤礦運輸提升機的穩(wěn)定性。

（3）斜井乘人裝置以前最大的問題就是有關動力消耗方面的問題，現(xiàn)如今，應用機電一體化技術(shù)不僅降低了動力的消耗量，而且還提高了運行的穩(wěn)定性以及安全性。

（三）檢測系統(tǒng)

在煤礦開采的過程中，損傷檢測系統(tǒng)占有重要部分，落后的檢測技術(shù)容易受多種因素的共同影響，而且損傷檢測的工作效率非常低，存在安全風險，嚴重阻礙煤礦企業(yè)的順利發(fā)展，安全事故也時常發(fā)生。傳統(tǒng)的檢測都是利用目測的方式進行，既浪費很多的生產(chǎn)時間，精確度也不高。如果把機電一體化技術(shù)應用到檢測系統(tǒng)中，不受傳統(tǒng)思想的束縛，就可以非常高效的判斷其強度和一些相關的技術(shù)指標，可以準確分析出設備的工作狀態(tài)和磨損現(xiàn)象，還可以減少檢測的時間，降低工人的工作量，提高檢測設備的準確度，減少安全事故發(fā)生的次數(shù)，確保煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

（四）電控系統(tǒng)

提升機是開采煤礦時的關鍵設備，在采煤過程中發(fā)揮極其重要的作用，提升機的電控系統(tǒng)可以影響生產(chǎn)效率，一般情況下，電控系統(tǒng)發(fā)生嚴重老化現(xiàn)象，會影響煤礦的生產(chǎn)效率。應用機電一體化技術(shù)科學合理的設置煤礦的電控系統(tǒng)，并將其應用于采煤工作，再應用電控系統(tǒng)來提高工作效率，可以減少生產(chǎn)過程中的能源消耗。對電控系統(tǒng)的各種模塊進行合成處理時，要根據(jù)具體的生產(chǎn)情況來提高提升機的工作狀態(tài)，進而提高其工作效率，與此同時，提升機應用機電一體化技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)設備的技術(shù)參數(shù)，而且對其進行安裝非常方便，因此，在開采煤礦過程中進行推廣和應用。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

（1）數(shù)字化：目前，機電一體化已經(jīng)滲透到各個領域。在信息技術(shù)迅速發(fā)展的前提下，將機電一體化技術(shù)應用到煤礦開采過程中，機電一體化將會朝著數(shù)字化方向逐漸發(fā)展。

（2）智能化：人工智能系統(tǒng)是包括認識、獲取與利用這些基本知識的知識系統(tǒng)。煤礦機電設備有著像人一樣邏輯思考的智能功能，能夠自主決策，朝著更加智能化方向發(fā)展。

（3）綠色化：機電設備在生產(chǎn)與使用過程中要求非常嚴格，不僅要數(shù)字化與智能化，還要達到保護生態(tài)環(huán)境的目的，符合當下人類對環(huán)保與健康的要求，并且產(chǎn)品在淘汰與報廢的時候要能夠分解和再利用。這將是機電一體化發(fā)展中面臨的一大挑戰(zhàn)。

（4）網(wǎng)絡化：煤礦機械一體化技術(shù)在應用過程中，煤礦機械設備的功能并不能體現(xiàn)一體化，隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷成熟甚至完善，將會使其更微型化，便于工作人員的維修與操作。其未來的發(fā)展前景一片光明，由機械自動化代替手工勞動是板上釘釘?shù)摹Ｋ裕瑱C電一體化必然會向著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

（5）模塊化：所謂模塊化就是研發(fā)出自上而下逐層把系統(tǒng)劃分為若干模塊的系統(tǒng)，使其帶有變頻機電一體化和調(diào)速的功能。

五、結(jié)束語

綜上所述，面對快速發(fā)展的科學技術(shù)，煤礦工業(yè)也應當跟上時代發(fā)展的步伐，認識到傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)存在的弊端和不足，并在生產(chǎn)作業(yè)方面做出改革創(chuàng)新，引入更多先進的機電一體化技術(shù)，改變傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)作業(yè)形式，提升整體作業(yè)的安全性、經(jīng)濟性，以促進煤礦工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。