盧劍波

（山西省大同市同煤集團(tuán)地煤公司東周窯煤礦，山西 大同 037103）

引言

機(jī)電一體化技術(shù)是一種復(fù)合性的技術(shù)，它包括機(jī)械、計(jì)算機(jī)以及信息的處理或自動(dòng)控制技術(shù)的綜合運(yùn)用。運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，適應(yīng)了當(dāng)下飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)現(xiàn)狀，以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮著重要的功能，在現(xiàn)代煤礦機(jī)械的使用中展現(xiàn)出較旺盛的生命力。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的含義及作用

機(jī)電一體化技術(shù)包含了很多種類的技術(shù)，例如自動(dòng)控制技術(shù)、液壓技術(shù)或者機(jī)械技術(shù)等。機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的初期階段是20世紀(jì)70年代，這項(xiàng)技術(shù)首先在國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用。伴隨計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)以及隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，煤礦機(jī)械中開始大量的運(yùn)用機(jī)電技術(shù)一體化，因此在不斷的使用中也得到了較快地發(fā)展。

在最近幾年來(lái)機(jī)電技術(shù)一體化廣泛地應(yīng)用于煤炭機(jī)械中。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械當(dāng)中的作用為廣泛地運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)有效地提高了勞動(dòng)效率，突出表現(xiàn)在煤礦的生產(chǎn)過(guò)程中微處理設(shè)備和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用上，在煤礦中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)大大減少了工作人員的體力勞動(dòng)，有效地提高了勞動(dòng)效率，增加了煤炭的生產(chǎn)量；機(jī)電一體化確保了生產(chǎn)過(guò)程中的安全性，在以前的煤炭開采工作中，較容易發(fā)生一系列的安全事故，應(yīng)用機(jī)電技術(shù)一體化后，先進(jìn)技術(shù)取代了大量的勞動(dòng)力，提供了更加可靠的勞動(dòng)環(huán)境，使勞動(dòng)工作者有了更加安全的保障［1］。

2 煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

現(xiàn)代煤礦機(jī)電一體化中具有最高的自動(dòng)化水平的設(shè)備就是礦井提升機(jī)。全數(shù)字化交直流提升機(jī)特別是內(nèi)裝飾提升機(jī)，把滾筒與驅(qū)動(dòng)有效的合并在一起，簡(jiǎn)化了原有的較復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出了機(jī)械、電力電子以及計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制的同時(shí)運(yùn)作。全數(shù)字化提升機(jī)具有較高的可靠性，運(yùn)用了總線的方法，將電器的安裝進(jìn)行了簡(jiǎn)化。同時(shí)，硬件的配置也很簡(jiǎn)單，并且能夠互相的交融工作。在我國(guó)自主研制的全數(shù)字化直流提升機(jī)，已經(jīng)被當(dāng)作是煤礦提升機(jī)的首要選擇，并被廣泛的應(yīng)用［2］。

2.2 機(jī)電一體化在采煤機(jī)中的應(yīng)用

在采煤機(jī)械中電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)中最廣泛應(yīng)用的代表之一，借助可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制，它有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：首先，牽引特性較強(qiáng)，在采煤機(jī)的工作過(guò)程中，可以增加其充足的牽引力，將阻力大大的減少，可以在前進(jìn)的時(shí)候能夠更加順暢。同時(shí)也能夠在采煤機(jī)進(jìn)行下滑的時(shí)候發(fā)電制動(dòng)，提供給電網(wǎng)一定的電能；其次是電牽引具有較強(qiáng)的運(yùn)行可靠性，并且能夠延長(zhǎng)使用期。在運(yùn)用電牽引的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)中除了電刷與整流子具有一些輕微的損傷外，沒(méi)有造成對(duì)別的元件的磨損情況，所以工作狀態(tài)較穩(wěn)定，可以減少故障的發(fā)生，將電牽引采煤機(jī)使用期限延長(zhǎng)增加經(jīng)濟(jì)效益。電牽引的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，并且工作效率高。電牽引采煤機(jī)機(jī)械中的機(jī)械傳動(dòng)部分是由簡(jiǎn)單而尺寸小的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能也只用一次的轉(zhuǎn)換就可以了，更是可以做到99%的高效率，相對(duì)于有些只能做到65%～70%的采煤機(jī)的效率而言電牽引采煤機(jī)效率更高［3］。

2.3 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的綜合應(yīng)用

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的綜合應(yīng)用主要是在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警、以及故障診斷。所謂在線控制，主要是指利用機(jī)電一體化技術(shù)監(jiān)控煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、土作裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)等在線運(yùn)行情況；自動(dòng)報(bào)警，主要是指在對(duì)上述設(shè)備及系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可以自動(dòng)、及時(shí)地發(fā)出警報(bào)，向相關(guān)人員提示煤礦設(shè)備出現(xiàn)故障的準(zhǔn)確位置，這樣可以在很大程度上減輕設(shè)備維護(hù)人員的工作量，降低工作難度，促進(jìn)煤礦機(jī)械設(shè)備工作效率的進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備維護(hù)成本的有效控制，不僅如此，還可以有效減少用于機(jī)械設(shè)備的維修時(shí)間，盡可能的延長(zhǎng)煤礦機(jī)械設(shè)備的使用時(shí)間?；跈C(jī)電一體化的煤礦在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警以及故障診斷系統(tǒng)構(gòu)造如圖1所示。一旦井下發(fā)生事故時(shí)，井下監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)在第一時(shí)間完成數(shù)據(jù)采集，通過(guò)微波把信號(hào)傳給中央控制中心，有中央控制中心采取措施對(duì)事故進(jìn)行處理［4］。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

圖1 基于機(jī)電一體化的煤礦在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警以及故障診斷系統(tǒng)

當(dāng)今世界上擁有一定煤炭資源的國(guó)家，大多都將大力研究機(jī)電一體化技術(shù)作為重要的發(fā)展內(nèi)容。煤礦機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)也將向著更加智能化、程序化、信息化的方面迅速發(fā)展，這將成為未來(lái)發(fā)展的一個(gè)主要方向。未來(lái)也將會(huì)有更廣泛的資金以及科技作為支撐，進(jìn)行大量的科研工作。這在一定程度上也將促進(jìn)煤礦企業(yè)提高自身的開采能力，將機(jī)電一體化領(lǐng)進(jìn)一個(gè)更加自動(dòng)化、智能化的階段，使它與時(shí)俱進(jìn)，緊緊跟隨時(shí)代發(fā)展的步伐適合現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。與此同時(shí)也能很好的幫助企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入，使經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出質(zhì)的飛躍。此外，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，更能有效地減少安全事故的發(fā)生，增強(qiáng)煤炭開采的安全性，充分的體現(xiàn)以人為本的企業(yè)發(fā)展準(zhǔn)則。

對(duì)我國(guó)目前的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而言，未來(lái)的煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展還應(yīng)該在通信能力上進(jìn)行不斷地鉆研，這是為了滿足將生產(chǎn)發(fā)展為自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)需要。并且還要不斷地推出新的礦井安全監(jiān)督系統(tǒng)，還要考慮到進(jìn)行對(duì)煤礦開采中的各種設(shè)備應(yīng)用的有關(guān)部件的研制與開發(fā)，比如可以研制并使用具有多種功能的煤礦機(jī)器人等等［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)與科技迅速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)電一體化技術(shù)有著更高的追求。隨著技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，在煤礦機(jī)械中使用機(jī)電一體化技術(shù)的頻率將會(huì)越來(lái)越高。通過(guò)這種技術(shù)手段讓煤礦的開采獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益將成為未來(lái)相關(guān)科研工作者不懈的追求。

［1］ 王瑞清.煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.煤炭技術(shù)，2013（3）：40－41.

［2］ 蘆景英.關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用探究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，30：50－51.

［3］ 魯鑫康.工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用［J］.電子制作，2014（9）：70－71.

［4］ 趙鵬昊.煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2014（12）：69－70.

［5］ 胡建剛.機(jī)電在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用研究［J］.煤炭技術(shù)，2011（4）：90－91.