陳相華

（貴州林東礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司紅林煤礦，貴州 畢節(jié) 551522）

0 引言

目前，我國各大煤礦都基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)，煤炭產(chǎn)量較之以往有了大幅度提升。如何在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高煤礦的生產(chǎn)效率，是所有煤礦企業(yè)都最為關(guān)心的問題，而機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)使這一問題迎刃而解。

1 機(jī)電一體化的優(yōu)越性及其在煤礦生產(chǎn)中的重要作用

1.1 優(yōu)越性

所謂機(jī)電一體化，從字面上理解就是機(jī)械與電子這2大技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，具體來講，機(jī)電一體化則是一門涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的綜合性的技術(shù)學(xué)科。在機(jī)電一體化這一技術(shù)當(dāng)中，融入了電子、電力、機(jī)械、自動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)等技術(shù)，表1是其構(gòu)成要素及基本原則。

下面簡要介紹機(jī)電一體化技術(shù)自身獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是其優(yōu)越性的最好體現(xiàn)。

（1）極高的安全性。大部分機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有較高的安全性，這是因?yàn)檫@些產(chǎn)品全都具備諸多與安全方面相關(guān)的功能，如自動(dòng)監(jiān)視及診斷、自動(dòng)報(bào)警與保護(hù)等。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都擁有數(shù)字顯示、程序控制等系統(tǒng)，從而減少了繁雜的操作按鈕和操作手柄，提高了機(jī)電設(shè)備操作的便捷性、安全性和可靠性，提升了產(chǎn)品的使用性能。

表1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素及基本原則

（2）可應(yīng)用領(lǐng)域多。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品具備多種自動(dòng)化功能，如自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)等，從而使其能夠應(yīng)用于各種不同的場(chǎng)合與領(lǐng)域中，并且能夠滿足不同用戶的不同需求。此外，有些機(jī)電一體化產(chǎn)品自身具有較高的精度和靈敏度，從而極大程度地?cái)U(kuò)大了產(chǎn)品本身的控制范圍，這為產(chǎn)品在各個(gè)場(chǎng)合與領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用提供了條件。

（3）調(diào)整、維護(hù)便捷。大部分機(jī)電一體化產(chǎn)品都集合了機(jī)械與電子這2大主流技術(shù)，不再受以往產(chǎn)品單一性的限制，通過對(duì)現(xiàn)階段一些最為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行整合，使自身具備強(qiáng)大的功能，產(chǎn)品的自動(dòng)化程度絕非傳統(tǒng)產(chǎn)品能夠比擬。同時(shí)，在產(chǎn)品的調(diào)試及安裝過程中，只需要改變一些程序即可滿足不同用戶的要求，這樣便無需更換零部件或者是進(jìn)行大幅度改動(dòng)。此外，一般的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具備自動(dòng)監(jiān)視功能，它們能夠?qū)υO(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果在監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)問題，還能自動(dòng)采取措施進(jìn)行控制，以較快的速度使設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，顯著提高了維護(hù)效率。

1.2 具體作用

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，極大程度提高了煤礦生產(chǎn)能力，其作用大致體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）勞動(dòng)強(qiáng)度較之以往明顯降低。早些年，我國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)都比較落后，從而使得煤礦的生產(chǎn)作業(yè)方式也非常落后，大部分環(huán)節(jié)都需要礦工在井下完成，不僅作業(yè)效率低，而且人身安全也得不到保證，生產(chǎn)效率更是無從談起。而機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤礦井下和地面生產(chǎn)中的應(yīng)用，使原本由人工完成的任務(wù)全部都由機(jī)電一體化產(chǎn)品所替代，這樣一來生產(chǎn)效率大幅度提高，同時(shí)礦工的人身安全也得到有效保障。

（2）進(jìn)一步提高了煤礦井下生產(chǎn)的安全管理水平。一直以來，煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)條件都十分惡劣，礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度也非常大，稍有不慎就可能發(fā)生生命危險(xiǎn)，這也是煤礦生產(chǎn)被列入高危行業(yè)的主要原因之一。而礦井大量使用機(jī)電一體化產(chǎn)品后，一些主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)全部轉(zhuǎn)為現(xiàn)代化管理，從而使礦工從繁重的勞動(dòng)當(dāng)中解脫出來，這大幅度提高了生產(chǎn)安全管理水平，降低了安全事故發(fā)生的幾率，從而使礦工的生命安全得到進(jìn)一步保障。

（3）企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用使得煤礦產(chǎn)量大為提升，不僅增加了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且也提高了礦工的勞動(dòng)收入水平，對(duì)于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展發(fā)揮著重要作用。

2 煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在采煤機(jī)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中最為典型的應(yīng)用是電牽引采煤機(jī)。與傳統(tǒng)的液壓牽引系統(tǒng)相比，電牽引系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）牽引特性良好。電牽引系統(tǒng)能夠在采煤機(jī)前行過程中為其提供足夠的牽引力，從而使機(jī)械設(shè)備克服大部分阻力保持在正常移動(dòng)水平，同時(shí)還能夠在機(jī)械設(shè)備遇到斜坡向下滑移的過程中，對(duì)其進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，并自行向電網(wǎng)反饋電能。

（2）適用于傾角較大的煤層采掘。牽引系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)軸端一般都裝有制動(dòng)裝置，其主要作用是防止設(shè)備停機(jī)時(shí)發(fā)生下滑，并且無需設(shè)置任何防滑裝置。

（3）安全可靠，壽命較長。電牽引與液壓牽引最大的區(qū)別就在于前者的內(nèi)部磨損較少，只有電刷和整流子會(huì)出現(xiàn)輕微磨損，而其他元器件則基本無磨損，這樣一來不但工作可靠性高，而且故障也非常少，一般不需要經(jīng)常性維修，使用壽命較長。

（4）反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡單，工作效率較高。電控系統(tǒng)能夠隨時(shí)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而有效防止采煤機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。電牽引采煤機(jī)的工作效率高達(dá)99%，而傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機(jī)效率僅為65%左右。電牽引采煤機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提高采掘作業(yè)面的回采效率，并且還能使維修工作量有所減少，相信在不就的將來，其必將會(huì)成為煤礦綜采的主流趨勢(shì)。

2.2 在井下提升系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）在井下提升系統(tǒng)中的應(yīng)用。在礦井提升機(jī)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，提高設(shè)備自動(dòng)化水平。礦井提升機(jī)將電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械、計(jì)算機(jī)技術(shù)等集于一體，可以使驅(qū)動(dòng)和滾筒合在一起，組成內(nèi)裝式的提升機(jī)，從而極大地簡化了提升機(jī)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)還使提升機(jī)的硬件配置實(shí)現(xiàn)兼容，節(jié)約了電阻上的電能消耗。

（2）在井下輸送機(jī)中的應(yīng)用。機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用于井下輸送機(jī)必須滿足地下環(huán)境要求，能夠延長井下輸送機(jī)的使用壽命，防止水分和污物的侵入，防止工作環(huán)境中電磁的干擾，確保輸送機(jī)安全可靠運(yùn)行，在降低輸送機(jī)電能消耗的同時(shí)，提高運(yùn)行效率。

2.3 在其他煤礦設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦有著大量的生產(chǎn)設(shè)備，除了上述幾種應(yīng)用之外，機(jī)電一體化技術(shù)還在以下設(shè)備中有所應(yīng)用：結(jié)合液壓控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，推動(dòng)液壓支架向電液控制方向延伸，發(fā)展雙向鄰架和自動(dòng)移駕，以防止沖擊頂板和支架；對(duì)高壓開關(guān)柜使用真空開關(guān)，延長其使用壽命，減少維護(hù)工作量；對(duì)高、低開關(guān)柜采用微機(jī)保護(hù)技術(shù)，使其具備遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)的功能；在煤礦主扇上安裝變頻設(shè)備，使風(fēng)量和頻率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3 結(jié)語

總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用使生產(chǎn)效率和煤炭質(zhì)量得到顯著提升，但隨著我國煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展以及采掘作業(yè)面的工作條件越來越差，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的要求也越來越高。因此，在未來一段時(shí)期內(nèi)，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)當(dāng)朝著實(shí)現(xiàn)井下無人化作業(yè)、信息綜合化管理以及煤礦生產(chǎn)全自動(dòng)化等方向發(fā)展，這有助于加快我國煤礦產(chǎn)業(yè)與國際化接軌的速度。

［1］張偉.淺析我國煤礦企業(yè)機(jī)電技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新［J］.機(jī)電信息，2011（9）

［2］譚得健，徐?？?我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考［J］.煤礦機(jī)電，2003（5）

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［4］王梅菊.煤礦機(jī)電一體化的應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)策［J］.科技與企業(yè)，2012（7）