機電一體化技術(shù)在機械化采煤中的應(yīng)用

姚所貴

（山西金地煤焦有限公司赤峪煤礦，山西 呂梁 032100）

煤炭是一種重要的資源，保證對其的安全高效開采對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有重要意義。經(jīng)過多年發(fā)展，中國煤礦開采基本上實現(xiàn)了機械化，具體表現(xiàn)為普通機械化采煤技術(shù)和綜合機械化采煤技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。機械化采煤最大的特點是在煤礦開采中采用大量的機械設(shè)備。

1 應(yīng)用機電一體化系統(tǒng)優(yōu)點

應(yīng)用機電一體化系統(tǒng)的優(yōu)點主要包括以下方面：其一，有利于對煤礦生產(chǎn)的效率提升。在煤礦生產(chǎn)過程中，將機電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，能夠?qū)鹘y(tǒng)生產(chǎn)模式改善，同時也能夠?qū)ιa(chǎn)工作的穩(wěn)定展開提供保障作用，促進整體生產(chǎn)效率的提升。傳統(tǒng)人工操作需要花費長時間勞動，工作人員很容易在這一過程中出現(xiàn)疲勞感，從而導(dǎo)致較低的生產(chǎn)效率。將機械設(shè)備應(yīng)用其中，能夠?qū)θ斯げ僮鬟^程中存在的不足有效改善，對設(shè)備進行定期維修、養(yǎng)護即可保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性、安全性，增加企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量。其二，有利于增強煤礦生產(chǎn)的安全等級。在實際工作過程中對煤礦機電一體化技術(shù)有效應(yīng)用，能夠很好地保證安全的施工環(huán)境，進一步保障工作人員的人身安全。煤礦井下有較高的危險程度，且需要人工完成多項工作，加之工作壓力影響，如果長期維持上述現(xiàn)狀，很容易影響工作人員身心健康。在此基礎(chǔ)上，礦井下方存在復(fù)雜的環(huán)境，隨時都會出現(xiàn)突發(fā)事件，如塌陷、水害、爆炸等，借助機電一體化技術(shù)，能夠?qū)ι鲜霾蛔阌行Ц纳疲鰪娒旱V生產(chǎn)安全等級。其三，有利于增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。在生產(chǎn)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，能夠促進不同環(huán)節(jié)順利開展的同時，還能夠?qū)γ旱V企業(yè)的經(jīng)濟效益增加。借助機電一體化技術(shù)，能夠轉(zhuǎn)變一些人工操作為機械設(shè)備操作，提升煤礦生產(chǎn)效率，進一步增加企業(yè)的經(jīng)濟價值，促進企業(yè)未來發(fā)展的穩(wěn)定性。因此在煤礦機電設(shè)備中對機電一體化系統(tǒng)有效應(yīng)用，存在諸多方面的優(yōu)點，在具體工作施工中，工作人員要結(jié)合生產(chǎn)實際情況，采取針對性的措施，保證煤礦機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性、安全性。

2 機械化采煤概述

機械化采煤顧名思義就是采用機械設(shè)備來進行煤炭開采。現(xiàn)在的機械化采煤主要可分為普通機械化采煤和綜合機械化采煤兩種，其使用的支護設(shè)備存在很大差別。普通機械化采煤采用單體液壓支柱進行支護，綜合機械化采煤采用液壓支架進行支護。前者基本上未采用機電一體化技術(shù)，而后者基本已采用了成熟的機電一體化技術(shù)。普通機械化采煤礦井的年產(chǎn)量不超過百萬噸，而綜合機械采煤礦井的年產(chǎn)量可達千萬噸，由此可見機電一體化技術(shù)對機械化采煤的效率有著較大的影響。

3 煤礦機電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 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(fēng)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(yīng)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(guān)的技術(shù)指標，可以準確分析出設(shè)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(shè)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)。

3.2 在支護設(shè)施上的應(yīng)用

支護設(shè)施在煤礦生產(chǎn)過程中起著“安保”的作用，它在開掘在煤層巷道，保持巷道暢通、圍巖穩(wěn)定方面具有深遠意義，可確保生產(chǎn)過程順利進展。隨著煤礦開采強度及范圍的不斷擴增，巷道布置出現(xiàn)了不同的發(fā)展方向，我們可以引入技術(shù)及示范工程，充分利用機電一體化技術(shù)對地質(zhì)條件復(fù)雜、巷道埋深的情況進行妥善處理，更好地配合液壓支架，實現(xiàn)高強度、高剛度、高可靠性、低支護密度的理想化標準，從而能夠進一步展示支護效果，顯著提高巷道掘進速度與工效。

3.3 應(yīng)用于煤礦運輸提升作業(yè)中

煤礦運輸提升作業(yè)是煤礦生產(chǎn)過程中十分重要的環(huán)節(jié)，在作業(yè)過程中應(yīng)用較多的方式為帶式運輸。在該種運輸方式中，運輸機設(shè)備與機電一體化技術(shù)之間的結(jié)合較為容易，且表現(xiàn)出運輸量大、連續(xù)性高、運輸距離較長等優(yōu)勢。在以往的煤礦運輸機中主要應(yīng)用的是TKD系列交流提升機電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器等較為常規(guī)的觸點器件進行控制，但面對煤礦生產(chǎn)作業(yè)中較為復(fù)雜的環(huán)境，常常表現(xiàn)出故障率高、穩(wěn)定性差、控制精度較低等問題，使得煤礦運輸提升作業(yè)的安全性受到較大的影響。在此背景之下，對煤礦運輸提升機控制系統(tǒng)進行改造已成為一種必然，也因此出現(xiàn)了基于現(xiàn)代機電一體化技術(shù)的全數(shù)字變頻控制系統(tǒng)，在該控制系統(tǒng)之中有效融入數(shù)字化技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)等先進技術(shù)，對原有觸點式控制模式進行全面改造，轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣魍诫姍C、可控硅變流、數(shù)字調(diào)節(jié)控制、PLC控制、局域網(wǎng)信息傳輸、運行數(shù)據(jù)監(jiān)控診斷為一體的智能化控制模式，使得煤礦運輸提升機的控制精度和運行可靠性都有較大程度的提升。此外，還可將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦開采領(lǐng)域中的其它方面，如：應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場的供電系統(tǒng)之中，可有效提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性；應(yīng)用到現(xiàn)場鋼絲繩的損傷檢測中，可有效提升鋼絲繩損傷檢測準確率，當前應(yīng)用較多的有TCK鋼絲繩損傷定量檢測系統(tǒng)。

3.4 電控系統(tǒng)

提升機是開采煤礦時的關(guān)鍵設(shè)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(yīng)用機電一體化技術(shù)科學(xué)合理的設(shè)置煤礦的電控系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于采煤工作，再應(yīng)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(yīng)用機電一體化技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)設(shè)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(yīng)用。

4 結(jié)束語

在機械化采煤過程中，非常有必要應(yīng)用機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢在于提升了機械設(shè)備操作的便捷性，增強了設(shè)備的安全性及減輕了工人的勞動強度。機電一體化技術(shù)在煤礦開采中最為重要的是綜采技術(shù)，而綜采技術(shù)的核心在于液壓支架的電液控制系統(tǒng)。液壓支架的電液控制系統(tǒng)集計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)和液壓技術(shù)為一體，主要負責(zé)液壓支架的移動和支撐頂板，可實現(xiàn)液壓支架的自移，極大地提高了煤炭開采效率。