張 勇

（微山湖礦業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 微山 277606）

淺析煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

張 勇

（微山湖礦業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 微山 277606）

我國新建的大、中型煤礦企業(yè)在煤礦機電技術(shù)的應(yīng)用方面已經(jīng)是比較廣泛了，但是我國的煤礦多以中、小型煤礦為主，這其中的大部分煤礦依然存在技術(shù)設(shè)備落后的現(xiàn)象，煤礦機電新技術(shù)的應(yīng)用比例較低。即使是已經(jīng)應(yīng)用機電新技術(shù)的煤礦企業(yè)在與國際發(fā)達(dá)國家相比的時候，也存在較大的差距，基礎(chǔ)薄弱是一方面，作為技術(shù)更新?lián)Q代的人才支撐也有很大欠缺。文章通過煤礦機電一體化在煤礦開采各個領(lǐng)域的應(yīng)用，不難發(fā)現(xiàn)煤炭產(chǎn)量確實得到了大幅提升，生產(chǎn)效率也是實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，因此我國要全面實現(xiàn)煤礦機電一體化技術(shù)的整體全面應(yīng)用，還需要在各個因素要點上下足功夫，才能循序漸進(jìn)實現(xiàn)這一愿景。

煤礦；機電一體化；技術(shù)應(yīng)用；發(fā)展

1 機電一體化是必經(jīng)之路

機電一體化是把計算機、人工智能、微電子、傳感技術(shù)等一些高科技熱門技術(shù)融于機械設(shè)備中，實現(xiàn)高度智能。煤礦機電一體化產(chǎn)品就是把這些高新熱門科學(xué)技術(shù)融于煤礦機電一體的高科技產(chǎn)品，其使用的技術(shù)就是機電一體化技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，科研人員已經(jīng)利用機電一體化技術(shù)對煤礦開采系統(tǒng)的舊設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造，并進(jìn)行了新產(chǎn)品的開發(fā)研究，取得的成功非常之大，這讓煤礦企業(yè)者們清楚地看到，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。隨著我國大、中型煤礦企業(yè)采用進(jìn)口采掘機械的不斷增加，同時將老式的煤礦機械設(shè)備采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高度自動化采掘機械進(jìn)行逐步更換，我國煤礦機電技術(shù)水平有了長足的發(fā)展。在提升了生產(chǎn)效率以及大幅提高了煤礦產(chǎn)量的同時，也在一定程度上有效控制了煤炭資源的浪費，這對于煤礦機電一體化技術(shù)在我國煤炭產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用有著很好的催化作用?？萍疾拍芘d邦，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用必定是我國各煤礦企業(yè)的必經(jīng)之路。

2 機電一體化新技術(shù)在煤礦開采各環(huán)節(jié)的應(yīng)用

2.1 礦井提升機實現(xiàn)全數(shù)字化

作為礦山大型設(shè)備的礦井提升機，尤其內(nèi)裝式提升機是是能較好地實現(xiàn)機電一體化的。因為從滾筒和驅(qū)動這兩大結(jié)構(gòu)上看，是能較好地講將計算機、機械、自動控制、電力電子合為一個全數(shù)字化的整體的，這不僅簡化了機械結(jié)構(gòu),更是使這個機電一體化設(shè)備更加安全、高效、可靠。提升機實現(xiàn)全數(shù)字化后，具備了自我診斷功能，完整的診斷設(shè)施，同時還可以重復(fù)性故障尋址以及部分便捷的通信功能；一體化技術(shù)采用的是總線方式，這對于電氣的安裝非常簡便；在兼容性上，硬件配置完全可以達(dá)到這一要求，結(jié)果就是零備件非常少；于是可以輕松做到軟件控制，實施軟啟動和改變瞬時加速。全數(shù)字化直流提升機在我國九五計劃期間,已經(jīng)研制成功，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，并完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，目前已成為了各大中型煤礦企業(yè)的首選機型。

2.2 帶式輸送機高度智能化

隨著國家八五計劃期間實施的日產(chǎn)萬噸煤炭綜采設(shè)備項目開展，在一定程度上刺激了帶式輸送機技術(shù)水平的提高，同時在研發(fā)長距離、大功率帶式輸送機的核心技術(shù)上也取得了驕人的進(jìn)步。在研究帶式輸送機的核心技術(shù)及其主要元部件方面取得了巨大成功，并成功開發(fā)出了新產(chǎn)品。高產(chǎn)高效工作面巷道可伸縮帶式輸送機和大傾角長距離帶式輸送機成套設(shè)備等技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)成功還填補了國內(nèi)空白。在以PLC為核心的可編程電控裝置、制動裝置以及各種軟啟動方面的研發(fā)也是相當(dāng)?shù)爻晒?。目前我國采用行星齒輪減速器、調(diào)速型液力耦合器等驅(qū)動系統(tǒng)，已經(jīng)自主研發(fā)制造生產(chǎn)了多種類型和不同品種的帶式輸送機。

2.3 智能機器人實現(xiàn)井下作業(yè)

機器人技術(shù)的高度人性智能化得益于機電一體化技術(shù)的適時出現(xiàn)。為了解決之前傳統(tǒng)落后的煤礦開采方式，提高開采的安全性，使開采效率更高，目前我國也借鑒國外先進(jìn)的智能機器人采煤方式實施井下作業(yè)，這將有助于我國在開采、運輸以及支護(hù)等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行機電一體化技術(shù)改造。當(dāng)然，由于我國的大多數(shù)煤礦企業(yè)技術(shù)設(shè)備相對落后，煤礦企業(yè)主也意識不強，不愿意成本投入，同時技術(shù)改造需要較長時間，非一日之功，因此在很長一段時間內(nèi)這種技術(shù)水平的差距還長期存在，隨著條件的成熟應(yīng)加大這方面的改造力度。

2.4 安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)聲像化

我國從目前來看，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是應(yīng)用推廣機電一體化技術(shù)最廣泛，也是最為迅速的高科技產(chǎn)品。但是由于我國自主研發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性差，使用壽命都不長，整體效果不是很好，這主要還是傳感器方面的問題，因此生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)在井下的應(yīng)用率還是相對偏低。在相對發(fā)達(dá)的其他國家，基于其計算機硬件發(fā)展較快，質(zhì)量也相對較高，同時軟件和網(wǎng)絡(luò)的高速及傳輸介質(zhì)升級為光纜后更是保障了其運行速度有了很大提升，尤其是信息的傳輸由字符變成了聲像，他們的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍。不過，隨著我國計算機軟硬件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，一些煤礦企業(yè)、相關(guān)高校的科研機構(gòu)正在加大力度研制這些監(jiān)控系統(tǒng)。引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)設(shè)備不是目的，迎頭趕上才是我們需要的結(jié)果。

2.5 通風(fēng)設(shè)備中機電一體化的應(yīng)用

煤礦開采過程中，良好的通風(fēng)效果是安全生產(chǎn)的最大保障。通風(fēng)不僅能有效降低井下的瓦斯?jié)舛?，避免中毒事故的發(fā)生，而且還能把瓦斯爆炸引起的礦難事故率變?yōu)榱?。機電一體化技術(shù)在通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用使之成為了可能。比如最新研制成功的雙電源電氣閉鎖真空磁力啟動器就很好地保證了生產(chǎn)安全，掘進(jìn)面雙風(fēng)機雙電源自動切換只需幾秒鐘便可順利完成，避免了意外事件的發(fā)生造成的供風(fēng)突停。

2.6 采煤機中機電一體技術(shù)的應(yīng)用

采煤機在傳統(tǒng)上是運用液壓牽引機，實現(xiàn)機電一體化技術(shù)后，其優(yōu)勢非常明顯。采煤機實現(xiàn)機電一體化后，因為只有電刷部位和整流子在產(chǎn)生磨損，而且這種磨損非常小，所以保證了整個設(shè)備的使用壽命較長，牽引力的穩(wěn)定使其運行起來更加安全可靠，維護(hù)時間和資金成本都很低。另外，傳感器比較靈敏，反應(yīng)速度非常之快，自動控制化程度高可以有效防止過載工況的發(fā)生，使整個系統(tǒng)能保證安全運行，事故率得到有效降低。

3 煤礦機電一體化技術(shù)在我國的發(fā)展前景

在我國目前階段，煤礦機電一體化技術(shù)還處在初步發(fā)展過程中，不管是硬件的技術(shù)裝備，還是軟件的實際操作水平，都與發(fā)達(dá)國家有較大的差距，整體上來說還有很大的發(fā)展空間。所以，煤礦機電一體化技術(shù)要想在我國實現(xiàn)跨越式發(fā)展，必須將以下幾個方面做好。

1)專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)。技術(shù)的發(fā)展離不開人的因素，沒有一批專業(yè)素質(zhì)較高的人才隊伍，是不可能在煤礦機電技術(shù)研發(fā)上面有所突破的。我國的各煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)具有前瞻的眼光，在積極引進(jìn)國外先進(jìn)新技術(shù)的同時，還有借助國內(nèi)各專業(yè)高校的搖籃適時盡快地培養(yǎng)出一批專業(yè)人才。同高校的合作可以是多樣化的，用優(yōu)惠的政策刺激一部分人踴躍報考，學(xué)習(xí)階段就利用合約引進(jìn)人才，進(jìn)入企業(yè)后提供優(yōu)厚的條件激勵他們在各自的崗位發(fā)揮最大的才能。對于高校專業(yè)科研院所的研發(fā)型人才，可以實施特聘制，長期激勵促使他們出成果。

2)加快設(shè)備更新?lián)Q代。在新建的大中型煤礦企業(yè)，一般利用先進(jìn)的機電一體化設(shè)備是比較多的，但是之前的大多數(shù)中小型煤礦幾乎很少利用新技術(shù)新設(shè)備。國家應(yīng)出臺一些鼓勵支持性政策，促進(jìn)各煤礦企業(yè)淘汰舊設(shè)備，更換先進(jìn)的新設(shè)備。國家政策的主導(dǎo)，一定可以使整個煤炭行業(yè)宣起一場技術(shù)革命，畢竟新技術(shù)新設(shè)備的使用能降低煤炭資源的浪費，極大的提高生產(chǎn)和社會效益。

3)提高采煤的綜合機械化。我國的采煤機從液壓牽引變?yōu)殡姞恳?，液壓支架控制系統(tǒng)也逐步變成以計算機為核心，采用電液控制，一步步實現(xiàn)了自動化、智能化。工作面刮板運輸機也實現(xiàn)了計算機自動化控制。這每一次的改變都是機電一體化技術(shù)在煤礦機電中實實在在的應(yīng)用，其結(jié)果不僅僅是使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，而且在運行的過程中更加安全可靠，維護(hù)工作量變得更小，使煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益得到了極大的提高。

4)加強機電技術(shù)管理。不管是引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，還是采用國產(chǎn)的有自主知識產(chǎn)權(quán)的最新技術(shù)裝備，煤礦企業(yè)在使用的過程中，對設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)是非常重要的環(huán)節(jié)。再先進(jìn)的技術(shù)裝備沒有好的維護(hù)保養(yǎng)，都將會給煤礦企業(yè)帶來巨大的損失，所以機電技術(shù)的管理是一個重要課題，必須要引起足夠的重視，同時要加強培養(yǎng)相關(guān)的機電技術(shù)管理人才及機電技術(shù)管理制度的建立。

4 結(jié)語

隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的不斷發(fā)展，機電一體化的新技術(shù)、新產(chǎn)品及先進(jìn)系統(tǒng)定會朝著系統(tǒng)化、智能化、微型化、高性能化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。

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張勇，男（1982-），漢族，山東濟寧人，本科學(xué)歷，助理工程師，2009年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)（徐州）電氣工程與自動化專業(yè)，現(xiàn)任永勝煤礦機電工區(qū)副區(qū)長。