毋曉軍

（陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

0 引言

在目前我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的形勢下，社會對煤炭資源的需求量也在持續(xù)增加，增加了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)壓力。由于煤炭資源不可再生，在目前加大煤礦開采規(guī)模來提升開采量的同時，需要不斷提升煤炭開采效率并減少資源浪費與損耗。結合目前不斷提升的煤礦機電技術，通過機電設備一體化技術的應用和改進，減少煤礦生產(chǎn)中的人力投入，同時提升煤炭開采效率和人員安全性。

1 煤礦機電一體化技術意義

1.1 提升煤礦生產(chǎn)工作效率

我國有著悠久的煤炭行業(yè)發(fā)展歷史，傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)主要采用人工作業(yè)方式，目前煤礦生產(chǎn)工作面作業(yè)環(huán)境更加復雜，傳統(tǒng)作業(yè)方式的勞動強度較大，難以滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對煤炭開采量和作業(yè)效率的要求。將現(xiàn)代機電一體化技術應用于煤礦生產(chǎn)中，在改變傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)方式的同時，通過先進的煤礦機電設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工作業(yè)方式，確保了煤礦生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，推動新型機電設備的快速發(fā)展和廣泛應用。在新技術的發(fā)展和廣泛應用中，也大幅度降低了人工勞動強度，提升了作業(yè)效率和開采作業(yè)速度。

1.2 提升煤礦生產(chǎn)的安全性

針對目前規(guī)模不斷擴大的煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)，在煤礦開采深度不斷加深的同時，增加了作業(yè)環(huán)境的復雜程度和危險系數(shù)。廣泛應用機電一體化技術減輕了人工勞動強度，減少了惡劣作業(yè)環(huán)境中作業(yè)人員的工作時間，提升了煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)。尤其在煤礦井下生產(chǎn)中的運輸、提升、裝載等具有較高危險性的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，應用機電設備來代替人工作業(yè)方式，從繁重和重復勞動中解放作業(yè)人員，有利于提升煤礦生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 提升煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟效益

在煤礦生產(chǎn)中應用機電一體化技術，可以提升工作效率，增加煤礦產(chǎn)量，增加煤礦企業(yè)的收益，同步提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)人員的收入。也會增加在煤礦生產(chǎn)方面的資金投入，改善作業(yè)環(huán)境，進而形成良性的作業(yè)循環(huán)，快速提升煤礦企業(yè)整體勞動效益和社會效益。

2 煤礦機電一體化技術現(xiàn)狀分析

煤礦開采生產(chǎn)作業(yè)屬于高危作業(yè)類型，應用機電一體化技術可以盡量減少人工作業(yè)量，降低煤炭開采風險。由于煤礦機電一體化生產(chǎn)技術結合了機械技術、計算機信息技術、自動控制技術等先進技術于一體，通過對煤礦生產(chǎn)中各個開采流程的自動化控制，提升煤礦生產(chǎn)能力，也推進煤礦生產(chǎn)技術的變革。此技術是1970 年代引入我國的，應用于綜合性機械化采煤工作面的設計。在近年來的發(fā)展中，此技術不僅在煤礦生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中廣泛應用，同時也提升了煤礦生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性。我國不斷擴大煤礦生產(chǎn)規(guī)模、廣泛應用機電一體化技術的過程中，也表現(xiàn)出此技術應用方面與國外發(fā)達國家間的差距。要對此技術應用的意義進行研究和明確，加強總結應用經(jīng)驗，確保一體化技術形式滿足我國經(jīng)濟發(fā)展對煤炭資源的需求，推動我國煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 煤礦生產(chǎn)機電一體化技術應用策略

3.1 在采煤機械設備中的應用

在我國悠久的煤礦生產(chǎn)歷史中，使用時間較長的傳統(tǒng)開采設備，往往體積、重量較大影響了靈活性，而煤炭開采效率和質(zhì)量較低，操作又復雜。隨著煤礦生產(chǎn)機電一體化技術的發(fā)展和先進機電設備的應用，煤炭開采質(zhì)量明顯提升。采煤機械設備中應用機電一體化技術，在確保生產(chǎn)安全的同時，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)設備更高的生產(chǎn)效能，如電牽引采煤機展現(xiàn)出比傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機更高的生產(chǎn)效能和整體牽引特性，同時也表現(xiàn)出更為靈活的操作優(yōu)勢。在此技術的應用下，在保證采煤設備應用中具有足夠牽引動力來提升開采速度的同時，還可以結合其具體運行情況，如在下滑時通過自動發(fā)電來提升制動效果，便于其在具有較大傾角煤層開采作業(yè)中應用。同時，在此類煤層中開展煤礦生產(chǎn)，表現(xiàn)出可以確保生產(chǎn)安全、提升開采速度與效率等優(yōu)勢，此類型設備在運行中具有更穩(wěn)定的性能。

傳統(tǒng)的采煤設備在運行中，表現(xiàn)出危險系數(shù)較高和精準控制難度較大等問題，需要配置防滑裝置來確保其安全生產(chǎn)，使電牽引采煤機則可以在傾角為40°～50°的煤層范圍內(nèi)安全生產(chǎn)?；跈C電一體化技術的新型采煤設備在煤礦生產(chǎn)中的應用，不僅提升其開采生產(chǎn)能力，而且表現(xiàn)出更高的安全性和較長的使用壽命等優(yōu)勢。同時在實際應用中，還表現(xiàn)出在出現(xiàn)故障后便于檢修和維護的特點，靈敏性和動態(tài)特性都比較良好。此類設備的外形和整體結構設計也比較簡單、輕便，操作較靈活，一次供電之后保證對機械能的完全轉(zhuǎn)化，在滿足設計標準需求的同時，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)牽引采煤機的轉(zhuǎn)換效率，可以達到或接近100%的轉(zhuǎn)換效率，表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。

3.2 在提升機械設備上的應用

提升機是煤礦生產(chǎn)中的常用設備，主要作用是將煤礦井下開采的煤炭資源向地面輸送，保證煤礦井下?lián)碛凶銐虻淖鳂I(yè)空間。傳統(tǒng)提升技術存在較大危險性和較低提升效果的現(xiàn)狀，通過先進機電一體化技術在提升設備中的應用，推動現(xiàn)代煤礦提升設備的技術創(chuàng)新，同時也提升其性能。機電一體化技術的應用可以實現(xiàn)提升機的自動化運行和全數(shù)字智能控制，如在目前煤礦生產(chǎn)中應用比較廣泛的內(nèi)裝式提升機，其結合驅(qū)動和滾筒的方式，對傳統(tǒng)機械設備結構進行改進和優(yōu)化，表現(xiàn)出應用比較廣泛、性能比較穩(wěn)定的優(yōu)點。經(jīng)過上述改進也簡化了設備結構，使其操作更加便捷，通過此技術中更為先進的計算機、自動控制和電力電子信息技術的應用，提升了工作性能、安全性能和設備可靠性。應用了總線方式來對電器安裝進行升級和優(yōu)化，在簡化相關配件結構的同時提升其兼容性，在及時更新相關技術來提升設備先進性的同時，提升煤炭企業(yè)開采生產(chǎn)效益。

3.3 在輸送機械設備中的應用

面對目前煤礦開采量不斷增加的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的輸送方式已經(jīng)無法滿足煤炭資源的輸送要求。為了在確保煤炭輸送安全和穩(wěn)定的同時，滿足日益增加的煤炭輸送量要求，就需要改造傳統(tǒng)的輸送設備和技術來提升輸送效率。輸送機械設備作為現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的關鍵設備，其中應用的帶式輸送設備，以結構較為簡單、操作維護比較方便、可以長距離和連續(xù)、大量、穩(wěn)定生產(chǎn)來滿足快速、高效的煤炭生產(chǎn)要求。將機電一體化技術與帶式輸送機進行結合，表現(xiàn)出良好的自動化能力，可以保證長距離輸送的穩(wěn)定性與安全性，同時也將機、電、液一體的CST（Controlled Start Trans-Mission，可控啟動傳輸裝置）應用于輸送機械設備和各個輸送環(huán)節(jié)中，顯著提升此輸送設備的性能穩(wěn)定性。但是，在上述技術和輸送設備的應用中，容易因技術壁壘限制其仍然采用單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅(qū)動方式。在目前的設備一體化過程中，也表現(xiàn)出監(jiān)控設備的應用不足，或者所用監(jiān)控設備儀器的靈敏性和可靠性不足，需要針對上述技術壁壘加大研究和創(chuàng)新，開發(fā)、應用性能更為優(yōu)良的輸送設備。

3.4 在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

在煤礦生產(chǎn)中，做好流程監(jiān)控工作保障礦井安全生產(chǎn)，通過機電一體化技術在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應用來保證生產(chǎn)安全。同時也應用此技術來不斷創(chuàng)新監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，通過計算機來監(jiān)測控制煤炭生產(chǎn)各個流程，實現(xiàn)對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全面監(jiān)控和把握，及時發(fā)現(xiàn)其中的問題并快速排除，保證煤礦生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，此外也實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)管理效率的提升。

4 結語

隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴大和各項科學技術的發(fā)展，不斷有新技術應用于煤礦生產(chǎn)機電設備中，推動煤礦企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。尤其是機電一體化技術在煤礦采煤設備、提升設備、輸送設備和安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，在實現(xiàn)全流程自動化運行和控制的同時，提升了煤礦生產(chǎn)效率，也通過智能控制和管理來提升煤礦生產(chǎn)質(zhì)量和安全性，保障煤炭行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。