張金川 王玉龍 子長縣中達焦家溝煤業(yè)有限公司

機電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦開采中表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦開采信息的實時監(jiān)控，并將采集到的信息傳輸?shù)斤@示設(shè)備，通過對采集信息的綜合性分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)煤礦開采過程中的不良因素，從而促進煤礦開采效率和安全性提升。也正是機電一體化技術(shù)在應(yīng)用中表現(xiàn)出來的眾多優(yōu)勢，使得其在煤礦生產(chǎn)中得到較為廣泛的應(yīng)用。

一、機電一體化技術(shù)概述

機電一體化技術(shù)是一門包含自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)等多種技術(shù)的綜合性技術(shù)。機電一體化是當(dāng)下新型的技術(shù)之一，能夠利用新興的信息技術(shù)和計算機技術(shù)融入機械設(shè)備中。機電一體化技術(shù)可以優(yōu)化原本的機械設(shè)備，使機械設(shè)備更加智能化。隨著最近幾年我國對煤炭開采設(shè)備的要求不斷提高，機電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采的機械設(shè)備中似乎已經(jīng)成為一大必然的趨勢。

二、煤礦機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

（一）提升了機械設(shè)備操作的便捷性

煤礦生產(chǎn)中使用了大量的機電設(shè)備，需要通過相應(yīng)的操作桿來操作機械設(shè)備。在進行設(shè)備控制時，需要進行合適力度的控制。若控制力度不當(dāng)，則會導(dǎo)致設(shè)備不能按照預(yù)定方式工作。這在很大程度上增加了操作設(shè)備的入門難度，降低了生產(chǎn)效率。應(yīng)用機電一體化技術(shù)后，可采用相應(yīng)的電氣設(shè)備來對機械設(shè)備進行操控。這樣既可以更準(zhǔn)確地控制機械設(shè)備，又可以大大降低設(shè)備操作的入門門檻。在進行操作時，工人只需要按相應(yīng)的按鈕就可實現(xiàn)對機械設(shè)備的準(zhǔn)確快速操作。此外，機械設(shè)備上安裝的監(jiān)控和顯示器有助于看清設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，更便于對機電設(shè)備的操作。

（二）增強了設(shè)備的安全性

在煤礦生產(chǎn)過程中，機械設(shè)備會發(fā)生故障。在過去，對于機電設(shè)備的故障只能通過對設(shè)備進行檢查或察覺設(shè)備運行的異常情況才能發(fā)現(xiàn)，這極大地增加了機械設(shè)備發(fā)生故障的可能性。當(dāng)前，采煤設(shè)備的機電一體化程度正在不斷提高，一些設(shè)備配置了電子控制系統(tǒng)。在采用機電一體化技術(shù)后，通過在機械設(shè)備上安裝一些傳感器采集設(shè)備運行的參數(shù)，就可及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。若設(shè)備的運行參數(shù)發(fā)生異常，相應(yīng)的指示燈會異常或發(fā)出相應(yīng)警報，可有效地避免安全事故的發(fā)生。例如：機械設(shè)備的溫度過高時，機械設(shè)備上的溫度顯示器會變紅，提示工作人員要注意安全。

（三）有助于提升經(jīng)濟效益

通過對機電一體化技術(shù)進行有效應(yīng)用，能夠在提升煤礦開采作業(yè)生產(chǎn)效率的同時，降低煤礦開采作業(yè)生產(chǎn)成本，使煤礦企業(yè)在開采作業(yè)過程中能夠獲得較高的經(jīng)濟收入。同時也有助于提升相關(guān)煤礦企業(yè)的綜合競爭力，更好的適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展所需。此外，在更為先進的機電一體化設(shè)備支持下，安全事故發(fā)生率降低，這也是保證煤礦企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

三、機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的實踐

（一）機電一體化技術(shù)在煤炭采掘過程中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在煤炭采掘過程中的應(yīng)用主要可以表現(xiàn)在兩方面，即掘進機和采煤機。首先，掘進機是出現(xiàn)在煤礦開采的掘進和回采環(huán)節(jié)中，這是煤礦開采的一個重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前多采用“采掘并重，掘進先行”的方針。在這個過程中，應(yīng)用機電一體化技術(shù)主要表現(xiàn)在以下三個方面，即負載反饋調(diào)速技術(shù)、掘進機行走調(diào)速技術(shù)、離機遙控技術(shù)和工況監(jiān)測及故障診斷技術(shù)。所以，目前可以把機電一體化技術(shù)在以上三個方面的應(yīng)用更加深入研究，這樣能夠使得整個煤礦開采的工作效率更高。其次，機電一體化技術(shù)還出現(xiàn)在采煤機中。電牽引采煤機是采煤機應(yīng)用機電一體化技術(shù)的最佳代表。相比普通的采煤機，電牽引采煤機有以下特點：牽引力好，在采煤過程中提供牽引力，當(dāng)遇到阻力時也能夠繼續(xù)前進。而且當(dāng)電力出現(xiàn)問題的時候，還能夠及時地通過電信號進行反饋。電牽引采煤機的工作性能的可靠性很強，使用的壽命也很長。由此可見，機電一體化技術(shù)在采煤機的應(yīng)用對煤炭開采的作用很大。

（二）機電一體化技術(shù)在煤炭運輸過程中的應(yīng)用

在運輸過程中，具有代表性的機電一體化技術(shù)的應(yīng)用有帶式輸送機、煤礦運輸提升機、斜井乘人裝置這三方面。

（1）帶式輸送機主要應(yīng)用在井下是輸送過程中。主要是利用電液一體化、采用機這兩種方式進行優(yōu)化，這樣可以大幅地提高輸送機的靈敏度和可靠性。如果想進一步地優(yōu)化機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以從在礦井主運煤皮帶順煤流啟動的應(yīng)用研究工作入手。實踐已經(jīng)證明，帶式輸送機與機電一體化技術(shù)結(jié)合能夠更加有效地提高煤炭輸送過程中的效率。

（2）煤礦運輸提升機是在煤礦運輸系統(tǒng)中最令人頭疼的系統(tǒng)，因為在整個煤礦運輸?shù)倪^程中，其消耗的電量最大，而且傳統(tǒng)模式下的煤礦運輸提升機的穩(wěn)定性也較差，常常因此影響工作的進度。但隨著機電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，這些問題已經(jīng)得到了很好的解決，現(xiàn)在的煤礦運輸提升機已經(jīng)廣泛應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)，并且改良了煤礦運輸提升機的穩(wěn)定性。

（3）斜井乘人裝置以前最大的問題就是有關(guān)動力消耗方面的問題，現(xiàn)如今，應(yīng)用機電一體化技術(shù)不僅降低了動力的消耗量，而且還提高了運行的穩(wěn)定性以及安全性。

（三）檢測系統(tǒng)

在煤礦開采的過程中，損傷檢測系統(tǒng)占有重要部分，落后的檢測技術(shù)容易受多種因素的共同影響，而且損傷檢測的工作效率非常低，存在安全風(fēng)險，嚴(yán)重阻礙煤礦企業(yè)的順利發(fā)展，安全事故也時常發(fā)生。傳統(tǒng)的檢測都是利用目測的方式進行，既浪費很多的生產(chǎn)時間，精確度也不高。如果把機電一體化技術(shù)應(yīng)用到檢測系統(tǒng)中，不受傳統(tǒng)思想的束縛，就可以非常高效的判斷其強度和一些相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，可以準(zhǔn)確分析出設(shè)備的工作狀態(tài)和磨損現(xiàn)象，還可以減少檢測的時間，降低工人的工作量，提高檢測設(shè)備的準(zhǔn)確度，減少安全事故發(fā)生的次數(shù)，確保煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

（四）電控系統(tǒng)

提升機是開采煤礦時的關(guān)鍵設(shè)備，在采煤過程中發(fā)揮極其重要的作用，提升機的電控系統(tǒng)可以影響生產(chǎn)效率，一般情況下，電控系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重老化現(xiàn)象，會影響煤礦的生產(chǎn)效率。應(yīng)用機電一體化技術(shù)科學(xué)合理的設(shè)置煤礦的電控系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于采煤工作，再應(yīng)用電控系統(tǒng)來提高工作效率，可以減少生產(chǎn)過程中的能源消耗。對電控系統(tǒng)的各種模塊進行合成處理時，要根據(jù)具體的生產(chǎn)情況來提高提升機的工作狀態(tài)，進而提高其工作效率，與此同時，提升機應(yīng)用機電一體化技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，而且對其進行安裝非常方便，因此，在開采煤礦過程中進行推廣和應(yīng)用。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

（1）數(shù)字化：目前，機電一體化已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。在信息技術(shù)迅速發(fā)展的前提下，將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦開采過程中，機電一體化將會朝著數(shù)字化方向逐漸發(fā)展。

（2）智能化：人工智能系統(tǒng)是包括認識、獲取與利用這些基本知識的知識系統(tǒng)。煤礦機電設(shè)備有著像人一樣邏輯思考的智能功能，能夠自主決策，朝著更加智能化方向發(fā)展。

（3）綠色化：機電設(shè)備在生產(chǎn)與使用過程中要求非常嚴(yán)格，不僅要數(shù)字化與智能化，還要達到保護生態(tài)環(huán)境的目的，符合當(dāng)下人類對環(huán)保與健康的要求，并且產(chǎn)品在淘汰與報廢的時候要能夠分解和再利用。這將是機電一體化發(fā)展中面臨的一大挑戰(zhàn)。

（4）網(wǎng)絡(luò)化：煤礦機械一體化技術(shù)在應(yīng)用過程中，煤礦機械設(shè)備的功能并不能體現(xiàn)一體化，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟甚至完善，將會使其更微型化，便于工作人員的維修與操作。其未來的發(fā)展前景一片光明，由機械自動化代替手工勞動是板上釘釘?shù)?。所以，機電一體化必然會向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（5）模塊化：所謂模塊化就是研發(fā)出自上而下逐層把系統(tǒng)劃分為若干模塊的系統(tǒng)，使其帶有變頻機電一體化和調(diào)速的功能。

五、結(jié)束語

綜上所述，面對快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，煤礦工業(yè)也應(yīng)當(dāng)跟上時代發(fā)展的步伐，認識到傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)存在的弊端和不足，并在生產(chǎn)作業(yè)方面做出改革創(chuàng)新，引入更多先進的機電一體化技術(shù)，改變傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)作業(yè)形式，提升整體作業(yè)的安全性、經(jīng)濟性，以促進煤礦工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。