王艾軍

(西山煤電(集團)公司 屯蘭礦，山西 古交 030203)

隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，機電一體化技術(shù)開始被提出并逐漸發(fā)展到新的階段，在其影響下煤礦機械的發(fā)展也進入了全新的時期。對煤礦機械的性能要求越來越高，同時生產(chǎn)過程中電子控制的應(yīng)用較為普遍，對煤礦機械設(shè)備維護的專業(yè)化程度也不斷提高。本文就機電一體化以及其對煤礦機械的影響進行了分析。

1 機電一體化介紹

煤礦的開采、挖掘以及設(shè)備的裝配工作等均會涉及到機電一體化技術(shù)。隨著我國煤礦機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭產(chǎn)業(yè)綜合實力也在不斷增強。煤礦工業(yè)要做到安全、高效、潔凈等優(yōu)化目標，最短時間內(nèi)完成最大的利潤，系統(tǒng)積極地發(fā)展機電一體化是非常有效的方法。機電一體化技術(shù)是將微電子技術(shù)滲透進入煤礦傳統(tǒng)的機械工程，同時將機械、計算機、電氣以及信息等各方面融合為一體的新型綜合化技術(shù)。其不僅是企業(yè)發(fā)展信息化的關(guān)鍵技術(shù)，更是煤礦發(fā)展綜合自動化的基石。在煤礦的采、掘、運裝備中應(yīng)用并推廣機電一體化技術(shù)，是實現(xiàn)高效、安全、優(yōu)化煤炭工業(yè)的重要手段，同時也使我國煤礦生產(chǎn)綜合實力有了極大提高。

機電一體化技術(shù)綜合了信息技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)以及微電子技術(shù)等多門學科。隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是信息處理技術(shù)的發(fā)展，煤礦相關(guān)生產(chǎn)的機械性能也有了極大提高。

煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的機械須具有適應(yīng)煤礦相應(yīng)的作業(yè)環(huán)境，保證安全穩(wěn)定的性能?，F(xiàn)階段，煤礦生產(chǎn)機械越來越多的應(yīng)用到微電腦控制技術(shù)，另外，機電一體化技術(shù)的一個主要表現(xiàn)是礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，為了完善安全保護系統(tǒng)，交流變頻器供電的交流提升機應(yīng)用了計算機技術(shù)。但要使煤礦機電一體化技術(shù)能夠更好地促進煤礦機械的發(fā)展，除借助機械與液壓技術(shù)外，還需充分利用微電子控制技術(shù)。

煤礦的正常生產(chǎn)在很大程度上會受到煤礦機械性能自動化程度等因素的影響。另外煤礦的生產(chǎn)效率與機械設(shè)備的使用時間等也受到了煤礦機械電器及電子控制質(zhì)量的影響。目前，評價煤礦現(xiàn)代機械技術(shù)水平的重要指標是電子控制系統(tǒng)。隨著科技水平的提升，電子控制系統(tǒng)在煤礦機械中的重要性也逐漸增強，因此，現(xiàn)階段對煤礦機械設(shè)備工作人員的要求也越來越高。

2 機電一體化對煤礦機械的影響

2.1 節(jié)約能源，提升效率

機電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機械可以實現(xiàn)對能源消耗的控制，同時對提升正常生產(chǎn)的效率發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。煤礦正常生產(chǎn)過程中，通風機、膠帶輸送機等井下設(shè)備降低用電量的有效方法是利用可編程邏輯控制器與變頻啟動技術(shù)控制。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，引入邏輯控制器與變頻啟動技術(shù)后，煤礦井下工作的的用電量減少了1/3，使得生產(chǎn)效率也有了明顯的提升。煤礦通風節(jié)能控制系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖見圖1。

圖1 煤礦通風節(jié)能控制系統(tǒng)示意圖

由圖1 可知，煤礦通風節(jié)能系統(tǒng)在應(yīng)用了工業(yè)自動化、變頻以及通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，有效地降低了耗能，降低了工人的勞動強度，提高了機械設(shè)備的使用壽命，同時提高了生產(chǎn)的安全性。

2.2 在線監(jiān)控，故障診斷

在線監(jiān)控主要表現(xiàn)在利用機電一體化技術(shù)監(jiān)控煤礦機械中的電機、工作裝置、液壓系統(tǒng)以及工作裝置等系統(tǒng)的實時運行情況。在線監(jiān)控在很大程度上降低了維修人員的勞動強度與難度，進一步提升了維護機械設(shè)備的工作效率，另外，對機械設(shè)備的維修時間也得到有效控制，延長了機械設(shè)備的使用時間。煤礦機電一體化控制下的在線監(jiān)控與故障診斷構(gòu)造系統(tǒng)見圖2。采煤機作為煤礦生產(chǎn)必不可少的設(shè)備，利用可編程邏輯控制器實現(xiàn)了對變頻器的控制，確保了在線監(jiān)控以及故障診斷等技術(shù)的正常實現(xiàn)。隨著現(xiàn)代化科技水平的不斷提高，煤礦生產(chǎn)過程中電氣設(shè)備的智能程度得到提高。

2.3 機械設(shè)備自動化程度的提升

煤礦生產(chǎn)過程中自動化或半自動化的控制可以極大地降低工人的勞動強度，同時提高生產(chǎn)效率。此外，利用自動化的控制技術(shù)還可以有效地控制工人因?qū)C械設(shè)備操作不熟練造成的結(jié)果誤差。例如，某薄煤層綜采設(shè)備的控制系統(tǒng)中PM31 型液壓支架電液控制系統(tǒng)是利用微電腦對先關(guān)生產(chǎn)設(shè)備進行控制，操作時僅僅需要將對應(yīng)的電腦程序輸入支架操作器中，便可以實現(xiàn)支架的自動連續(xù)運行，同時也實現(xiàn)了支架的遠程操控技術(shù)。

圖2 基本機電一體化的煤礦監(jiān)控、診斷系統(tǒng)示意圖

2.4 其他影響

現(xiàn)階段，我國多數(shù)煤礦均引入電子控制技術(shù)應(yīng)用于到綜采工作面的各機械設(shè)備中，實現(xiàn)了采煤工作面的無人操作，即使在復(fù)雜危險的工作環(huán)境下，同樣可以保證工作面的安全生產(chǎn)，此外，還對相應(yīng)采煤機等設(shè)備配備了無線遙控裝置，可以借助微電腦控制技術(shù)進行遠程控制。國外生產(chǎn)的采煤機、掘進機與運輸機等引入電子控制的自動變速器對機電設(shè)備的功率進行調(diào)整，不僅可以極大地降低能耗，還可以保證設(shè)備電機功率利用率的最大化，另外，操作程序明顯簡化，實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域各設(shè)備的安全運行。煤礦機械設(shè)備的電子控制系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)井下復(fù)雜危險的地質(zhì)條件以及采煤震動、各種電磁干擾等因素，確保井下各機電設(shè)備工作的穩(wěn)定性與安全性，使其具有較高的抗壓、抗老化性能，延長其使用時間，此外，其還要具有良好的密封性，可有效避免水分及油污的進入。

3 結(jié) 論

目前，科技水平與經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，使煤礦正常生產(chǎn)對機電一體化技術(shù)的要求也不斷提高，這也就不斷促進了煤礦機電一體化技術(shù)的完善發(fā)展?，F(xiàn)階段，機電一體化技術(shù)在不斷融入網(wǎng)絡(luò)、光纖以及智能等新技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷將其應(yīng)用到煤礦正常生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中，使煤礦生產(chǎn)的工作效率以及工作環(huán)境的安全性在很大程度上得到提高，從而保證了煤礦企業(yè)能夠安全穩(wěn)定的發(fā)展。