楊世軍

（重慶市巫山煤電有限公司， 重慶 巫山 404700）

引言

我國煤礦生產(chǎn)中利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)舊設(shè)備進行改造，研發(fā)新產(chǎn)品，同時結(jié)合各種先進技術(shù)進行生產(chǎn)，現(xiàn)階段已取得了較為可觀的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益，煤礦生產(chǎn)已逐步由老舊的傳統(tǒng)企業(yè)朝著智能化、自動化的現(xiàn)代化企業(yè)轉(zhuǎn)變。在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)具有安全性、可靠性、實用性等特點，同時，還具有記憶、運轉(zhuǎn)、處理信息的功能，其整體結(jié)構(gòu)較為簡單便捷，具有輕巧、便捷的發(fā)展趨勢，生產(chǎn)效率顯著高于傳統(tǒng)機械。因此，機電一體化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到我國煤礦開采企業(yè)當(dāng)中。但與發(fā)達國家相比，我國煤礦機電一體化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用跟發(fā)達國家還有一段差距，為了促進我國煤礦機電一體化技術(shù)的進一步發(fā)展，結(jié)合我國煤炭生產(chǎn)中的現(xiàn)實發(fā)展需求，充分吸收和借鑒國外先進技術(shù)經(jīng)驗，對機電一體化技術(shù)的在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用作分析，以推動煤炭企業(yè)在提升機、監(jiān)控系統(tǒng)、采煤機械設(shè)備等方面的優(yōu)化發(fā)展。

1 機電一體化技術(shù)的相關(guān)概述

機電一體化技術(shù)是由自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)、電子技術(shù)等多種技術(shù)組合成的一門綜合技術(shù)，自動化控制技術(shù)就是在這幾個技術(shù)的相互作用下形成的，能夠?qū)崿F(xiàn)機械裝置與電子設(shè)備的緊密結(jié)合與相互滲透。機電一體化不僅是指利用新興的信息技術(shù)與計算機技術(shù)等手段來代替機械設(shè)備，而是指將信息技術(shù)與計算機技術(shù)融入到機械設(shè)備中，使得機械設(shè)備可以更加的智能化，優(yōu)化其原來性能中不足的地方[1]。機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在這幾個方面：增強了機械設(shè)備使用的安全性與穩(wěn)定性，優(yōu)化機械設(shè)備的性能；能夠以實現(xiàn)控制信息的目的，在運用機體一體化技術(shù)的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)機械設(shè)備的自動監(jiān)控與報警，還能對相關(guān)機械設(shè)備的故障進行診斷，加強了相關(guān)工作人員對機械設(shè)備的控制，有利于節(jié)約人力資源成本；機體一體化技術(shù)含有復(fù)合技術(shù)與復(fù)合功能，可對工作過程中出現(xiàn)的故障進行技術(shù)的補救措施，使得其正常、有序的進行工作。

2 機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用意義

2.1 提高經(jīng)濟效益

傳統(tǒng)的煤礦開采，大多都是利用人工開挖的方式來進行，煤礦開采的環(huán)境相對較為惡劣，安全系數(shù)相對較低，造成在煤礦開采的過程中頻繁出現(xiàn)安全事故，其主要原因是煤礦在開采的過程中由于支護技術(shù)差，導(dǎo)致在煤礦開采的過程中頻繁性的發(fā)生一些坍塌事故，增加了煤礦開采的危險性[2]。基于2016年我國煤礦事故數(shù)據(jù)的顯示，重慶市與湖南市發(fā)生煤礦事故的頻率性較高，其中最主要的原因之一就是由于支護技術(shù)性差而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。機電一體化技術(shù)應(yīng)用在煤礦開采機械設(shè)備上以后，煤礦開采的安全性大大提高了，只需工作人員對機械設(shè)備進行控制就可實現(xiàn)機械設(shè)備自行開采的工作，在煤礦開采過程中減少了人力資源的使用，大大提升了安全系數(shù)，確保了開采工人的生命財產(chǎn)安全。節(jié)約了煤礦開采過程中不必要的成本支出，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，增加企業(yè)在煤礦開采行業(yè)中的競爭力。

2.2 提高勞動效率

機電一體化技術(shù)運用在煤礦機械設(shè)備中，不僅能有效降低煤礦機械設(shè)備出現(xiàn)故障的機率，而且還會減少人力資源對煤礦機械設(shè)備的操控，對于煤礦機械設(shè)備檢查中發(fā)現(xiàn)的問題及時采取一些補救措施來彌補故障。在煤礦生產(chǎn)中對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了傳統(tǒng)機械設(shè)備進行工作的相關(guān)性能，極大地提高了煤礦開采的勞動效率。

3 煤礦生產(chǎn)中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 機電一體化技術(shù)在煤炭采掘過程的應(yīng)用?

3.1.1 掘進機

掘進機掘進和回采是煤礦開采的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，國家的方針是：采掘并重，掘進先行。煤礦巷道的快速掘進是保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。因此，機電一體化技術(shù)在掘進工作中的應(yīng)用是一種必然的發(fā)展趨勢。在目前這個階段中，可以從下面三個方面體現(xiàn)機電一體化技術(shù)在我國掘進機上的應(yīng)用：一是負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)。二是掘進機行走調(diào)速技術(shù)。三是離機遙控技術(shù)和工況監(jiān)測及故障診斷技術(shù)[3]。因此，應(yīng)將以上三種技術(shù)的高水平應(yīng)用作為我國掘進機機電一體化技術(shù)的研發(fā)重點，目的是為了最大程度的提升煤礦工作效率，將掘進速度提升到最大化。

3.1.2 采煤機

電牽引采煤機就是采煤機中應(yīng)用機電一體化技術(shù)的典型代表，電牽引采煤機所具有的優(yōu)特點可以囊括為下面這些方面：牽引特性較好，可以在采煤機進行前進工作時提供牽引力，幫助采煤機克服阻力而進行移動，一旦電牽引機有出現(xiàn)下滑的情況時可進行發(fā)電制動，將電能信息及時反饋到電網(wǎng)；運行可靠，使用壽命長，電牽引采煤機的工作可靠性高，發(fā)生故障少，維修工作量小，使用壽命長；可用于急傾斜煤層，其牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，其電動機額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，能夠輔助于電牽引機在進行50%～60%度之間的傾斜角煤層的作業(yè)工作，可以節(jié)約去其他的防滑裝置；反應(yīng)敏捷，動態(tài)特性好，電牽引采煤機的電控系統(tǒng)能夠及時調(diào)整各種參數(shù)，避免采煤機超載運行。構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡單且工作效率高，其機械傳動重量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單，僅僅只需要做一次轉(zhuǎn)換便能把電能轉(zhuǎn)換為機械能，最主要的是效率可高達99%。

3.2 機電一體化技術(shù)在煤炭運輸過程中的應(yīng)用

3.2.1 帶式輸送機

井下輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備裝置就是帶式輸送機，現(xiàn)階段將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在帶式輸送機上的現(xiàn)象也相對較多，將機電一體化技術(shù)運用在帶式輸送機中主要是以電液一體化、采用機的啟動裝置來進行對帶式輸送機設(shè)備的優(yōu)化的，從而提高帶式輸送機的靈敏度與可靠性。為了進一步更好的將機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中進行運用，應(yīng)加強在礦井主運煤皮帶順煤流啟動的應(yīng)用研究工作。將機電一體化技術(shù)運用在礦井主運煤皮帶順煤流啟動上，采用傳感器加PLC程序內(nèi)部控制實現(xiàn)順煤流啟動，對傳感器的裝置加工與程序進行內(nèi)部修改，以及上位機組態(tài)王的修改，同時對每臺皮帶進行傳感器的安裝、程序的調(diào)試，上位機組態(tài)王的修改設(shè)定等工作。經(jīng)實踐證明，能實現(xiàn)順煤流啟動的有效控制。

3.2.2 煤礦運輸提升機

說到煤礦運輸系統(tǒng)中耗能最大的設(shè)備，首先想到的是煤礦運輸提升機，其耗電量比較大，傳統(tǒng)的TKD系統(tǒng)穩(wěn)定性不太好、耗能還很大。伴隨著機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的快速發(fā)展，目前的提升機中廣泛應(yīng)用到數(shù)字化技術(shù)，這大大改良了煤礦提升機的系統(tǒng)性能。

3.2.3 斜井乘人裝置

機電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，斜井乘人裝置得到了大大的改良優(yōu)化，降低了動力消耗量，也提升了運行的穩(wěn)定性及安全性。應(yīng)用PLC控制信號系統(tǒng)，使操作方法簡單化，設(shè)備的檢修和維護變得方便快速，更重要的是運輸人數(shù)效率提升了。

3.3 機電一體化技術(shù)在其他配套裝置方面的應(yīng)用

3.3.1 礦井安全監(jiān)測控制

檢測技術(shù)和傳感技術(shù)是機電一體化技術(shù)中的組成部分，煤礦開采機械設(shè)備上應(yīng)用這兩者技術(shù)，可以實現(xiàn)對煤礦機械設(shè)備運作的無人操作，使之能自行的進行對機械設(shè)備故障的檢測與排查工作，同時，將機電一體化技術(shù)運用在礦井安全監(jiān)督方面能及時發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備的故障，并進行處理，以防問題擴大化。

3.3.2 支護設(shè)備

支護設(shè)備作為煤礦開采過程中的一項基礎(chǔ)性工作，我國的煤礦企業(yè)在煤礦開采的過程中一般情況下都是采用液壓支架設(shè)備來進行工作，但目前已用電液控制代替了液壓裝置，電液控制是機電一體化技術(shù)運用在支護設(shè)備上的體現(xiàn)，為保障煤礦開采過程中的安全，我國的煤礦開采企業(yè)也應(yīng)將機電一體化技術(shù)運用在支護設(shè)備上，以防突然出現(xiàn)的沖擊荷載對支護設(shè)備造成一定的破壞，影響煤礦開采的安全性[6]。

4 結(jié)語

由于煤礦開采地區(qū)的環(huán)境相對較為惡劣，加之煤礦開采的機械設(shè)備容易發(fā)生故障，在煤礦開采中應(yīng)大力應(yīng)用機電一體化技術(shù)，能有效地避免這些問題。在煤炭開采過程中，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用還能對煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，使其生產(chǎn)更加科學(xué)合理，能夠從根本上推動我國煤炭企業(yè)的長遠健康發(fā)展。