邵 帥

（庫車縣榆樹嶺煤礦有限責任公司，新疆 阿克蘇 842000）

機電一體化技術(shù)具有綜合性的特點，其涵蓋專業(yè)學科內(nèi)容較多，如機械電子、電子技術(shù)、通信技術(shù)等，應(yīng)用范圍廣泛，得到了諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，尤其是在機械工程中全面普及，通過與其他先進技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，能夠有效發(fā)揮自動化功能。在礦山機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠提高機械系統(tǒng)的集成化水平，為終端控制提供便利，另外為礦山開采作業(yè)的安全性提供保障。對礦山開采作業(yè)進行分析，為了提高作業(yè)效率，確保開采的安全性，需要認真分析開采要素，加強對礦山機械設(shè)備應(yīng)用的重視?，F(xiàn)如今機電一體化技術(shù)在礦山機械設(shè)備中應(yīng)用廣泛，能夠有效提高設(shè)備應(yīng)用水平與開采效率。

1 機電一體化技術(shù)概述

機電一體化技術(shù)屬于新型、復(fù)合技術(shù)的一種，實現(xiàn)機械、電子與信息科學三項技術(shù)的有效融合，同時也是工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計制造過程中，機械工程與電子、智能計算機的集成協(xié)同。通過該項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)，是目前推動機電行業(yè)發(fā)展的有效途徑，利用該項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)模式的突破，不斷提高生產(chǎn)、管理、技術(shù)水平，促進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。其關(guān)鍵技術(shù)主要包括機械技術(shù)、檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等，具有結(jié)構(gòu)最優(yōu)化、系統(tǒng)控制智能化與操作性能柔性化等特點。

對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，與傳統(tǒng)礦山機械控制模式相比，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，但是在實際控制階段，受到諸多因素的影響，目前機電一體化技術(shù)的應(yīng)用效果并不理想。對部分企業(yè)來說，因此使用的礦山機械設(shè)備型號較老，長期未對設(shè)備進行更新，導(dǎo)致設(shè)備難以搭載機電一體化技術(shù)，并且不同機械設(shè)備之間的系統(tǒng)存在明顯差異，機電一體化技術(shù)難以實現(xiàn)統(tǒng)一集成應(yīng)用，對技術(shù)的應(yīng)用造成一定的阻礙。該項技術(shù)對操作者專業(yè)能力的要求較高，因此企業(yè)需要具備專業(yè)技術(shù)人才開展相關(guān)工作，這樣才能保證技術(shù)的應(yīng)用效果，但是部分企業(yè)為未認識到人才資源的重要性，導(dǎo)致機電一體化技術(shù)存在盲目應(yīng)用的情況，并未結(jié)合實際情況充分發(fā)揮技術(shù)的作用，因此整體應(yīng)用效果不理想。

雖然越來越多的企業(yè)開始引進機電一體化技術(shù)，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)作業(yè)過程中，但是該項技術(shù)的應(yīng)用缺乏充足的經(jīng)驗指導(dǎo)以及完善的管理體系，因此應(yīng)用階段發(fā)生的相關(guān)問題無法得到有效解決。另外企業(yè)工作人員多依靠自身經(jīng)驗開展工作，缺乏有效、專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，對技術(shù)應(yīng)用效果造成影響，甚至引發(fā)嚴重的故障問題。最后，機電一體化技術(shù)與其他先進、前沿技術(shù)相同，是不斷發(fā)展、更新和升級的，但是部分企業(yè)專業(yè)人才匱乏，未認識到技術(shù)及時更新升級的重要性，技術(shù)始終處于停滯不前的狀態(tài)，對其應(yīng)用效果造成影響。

2 機電一體化技術(shù)在礦山機械中的應(yīng)用價值

礦山進行生產(chǎn)、開采等作業(yè)的過程中，機械設(shè)備的應(yīng)用效果對于作業(yè)效率有決定性影響，現(xiàn)如今礦山開采機械化水平顯著提升，因此需要加強對機械設(shè)備應(yīng)用的重視，同時全面引進機電一體化技術(shù)，充分發(fā)揮礦山機械設(shè)備的應(yīng)用價值。

2.1 提高生產(chǎn)效率

將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于礦山機械中能夠有效提高整體生產(chǎn)效率，保證礦山的開采量，確保礦山開采與基本要求相符。同傳統(tǒng)機械設(shè)備相比，通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠確保機械設(shè)備的高效、穩(wěn)定運行，表現(xiàn)出更強的執(zhí)行力。另外能夠在一定程度上減少工作人員的工作量，縮短整體工作時間，滿足開采工作要求，提高工作效率[1]。

2.2 為生產(chǎn)的安全性提供保障

礦山生產(chǎn)、開采作業(yè)環(huán)境惡劣、周圍地勢條件復(fù)雜，伴隨一定的風險隱患，在礦山機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠為生產(chǎn)的安全性提供保障。礦山開采極易受到外界環(huán)境、地形、氣候等因素的影響，易發(fā)生安全事故，在礦山機械中采用機電一體化技術(shù)能夠保證其安全、穩(wěn)定的運行，減少故障問題發(fā)生風險，創(chuàng)造良好的開采條件，降低事故發(fā)生率。

2.3 提高經(jīng)濟效益

不斷提高經(jīng)濟效益是礦山企業(yè)發(fā)展的主要目標，將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于礦山機械中有助于提高開采效率，保證礦產(chǎn)資源開采量的不斷提高，進而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。另外，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效控制成本，實現(xiàn)對資源的合理配置，全面分析礦山機械開采情況，避免資金浪費情況，減少安全事故發(fā)生風險，對開采流程進行優(yōu)化，降低成本的同時提高經(jīng)濟效益。

2.4 減少能耗

礦山機械設(shè)備在實際運行階段會消耗大量的能量，如果能夠減少機械設(shè)備的能耗一直是困擾礦山開采企業(yè)的一大問題。另外設(shè)備運行階段需要大量的電力支撐，同時存在一定的無用功情況，導(dǎo)致電能的大量浪費[2]。通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對機械設(shè)備的精準操作，避免一些不必要的操作流程，進而有效減少設(shè)備做無用功的情況，減少能耗，節(jié)約資源，提高企業(yè)的綜合效益。

3 機電一體化技術(shù)在礦山機械中的應(yīng)用分析

3.1 在綜合采礦機械中的應(yīng)用

綜合采礦機械的主要組別部分為礦井提升機、牽引采礦機、傳輸機等。在綜合采礦機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，同時采用液壓技術(shù)，能夠有效提高綜合采礦機械的智能化、自動化水平。不但能夠大幅降低工作人員的工作強度，同時有助于提高整體生產(chǎn)效率，進而實現(xiàn)對采礦成本的有效控制。通過對機電一體化技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠保證綜合采礦機械中牽引采礦機具備更大的牽引角度，進而使采礦的范圍得到有效擴大，并且對于提升機、傳輸機來說，能夠?qū)崿F(xiàn)全程數(shù)字化靈活控制，確保機械設(shè)備的安全穩(wěn)定運行[3]。在綜合采礦機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，不但能夠提高機械操作的靈活性，同時能夠在數(shù)控技術(shù)的監(jiān)督下，保證其始終處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)下，保證開采過程的安全性。例如對礦井提升機來說，通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠優(yōu)化其結(jié)構(gòu)，將驅(qū)動和滾筒由傳統(tǒng)的內(nèi)裝式提升機融合為整體，簡化其整體結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)綜合性的特點。圖1為礦井提升機結(jié)構(gòu)示意圖。全數(shù)字化的礦井提升機具有極強的穩(wěn)定性，同時具備診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對故障的有效診斷，并且其通訊功能完善。因為采用總線的方式，電氣安裝得到了明顯的優(yōu)化；零部件較少，整體聽見配置互相兼容，簡單高效，能夠有效改變瞬時加速度，通過軟件對其進行控制。直流提升機是提升機的首選機型，具備全數(shù)字化的特點。信息化技術(shù)的應(yīng)用能夠優(yōu)化與完善提升機的安全保護系統(tǒng)，具體運行階段采用兩臺計算機裝置，進行獨立的數(shù)據(jù)處理、傳感與監(jiān)測，同時兩者互為備用，互相監(jiān)測，有效提高機械設(shè)備的安全性能。另外，將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于采煤機中，能夠有效提高其牽引力，同傳統(tǒng)液壓式牽引采煤機相比，具備更好的牽引性能，采煤機下滑能夠進行發(fā)電制動，及時將電能反饋至電網(wǎng)，有效節(jié)約能源，為采煤機的運行提供牽引力，實現(xiàn)對大傾角的牽引，停機過程中避免機器下滑，同時不需要配備其他防滑裝置，可應(yīng)用于40°～50°傾角的煤層開采，具有較長的使用壽命。另外不同于液壓牽引，通常情況下電牽引的元件不會發(fā)生磨損等故障問題，后期維護保養(yǎng)的工作量較小，故障發(fā)生風險較低，工作穩(wěn)定性較好。對采煤機來說，超載運行的情況較為普遍，但是通過利用機電一體化技術(shù)能在電控系統(tǒng)中對各項參數(shù)進行合理調(diào)整，避免故障問題，電能轉(zhuǎn)換為機械能的效率非常高。

圖1 礦井提升機結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

安全生產(chǎn)是煤礦生產(chǎn)的最基本原則，需要始終將安全生產(chǎn)作為各項作業(yè)的基礎(chǔ)。因此開發(fā)礦產(chǎn)資源的過程中，需要確保作業(yè)的安全性，這也是應(yīng)用其他技術(shù)的重要基礎(chǔ)。在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下對機械設(shè)備的全面、實時監(jiān)測，保證全部機械設(shè)備處于安全、穩(wěn)定的運行狀態(tài)下。通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有效連接被監(jiān)測機械設(shè)備與監(jiān)測主機，如果監(jiān)測系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)異常情況，控制中心能夠及時進行合理調(diào)整，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行全面分析與整理，采取有效的處理措施，減少故障問題對設(shè)備運行造成的影響，為開采作業(yè)的安全性提供保障[4]。利用機電一體化技術(shù)能夠在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上實現(xiàn)設(shè)備之間的有效連接，對機械設(shè)備的運行情況進行記錄并上傳至系統(tǒng)平臺，工作人員可通過比較數(shù)據(jù)評估設(shè)備是否國難財故障問題，為設(shè)備的穩(wěn)定運行夯實基礎(chǔ)。圖2為礦山監(jiān)測設(shè)備示意圖。

圖2 礦山監(jiān)測設(shè)備示意圖

3.3 在運輸機械設(shè)備中的應(yīng)用

運輸效率是對礦產(chǎn)資源開采效率形成影響的直接因素，只有保證運輸效率才能有效提高開采效率。在運輸設(shè)備中采用機電一體化技術(shù)能夠有效提高運輸設(shè)備的機械化、智能化與自動化水平，進而有效提高設(shè)備的運輸效率。目前帶式輸送機在礦山開采中應(yīng)用廣泛，在合理應(yīng)用機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)對傳輸過程的準確控制，充分發(fā)揮機械的功能與作用[5]。例如帶式傳輸機的樞紐技術(shù)水平顯著提高，各項新產(chǎn)品的研發(fā)力度加大，工作面順槽可伸縮帶式傳輸及具有高效性的特點，并且通過對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，形成了以PLC為核心以及多軟件啟動的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)中采用行星齒輪減速器以及調(diào)速型液力耦合器，顯著提高傳輸效率，目前多類型帶式傳輸機已得到礦山作業(yè)的廣泛應(yīng)用。

3.4 在支護設(shè)備中的應(yīng)用

支架設(shè)備主要為采煤工作面的液壓支架，如圖3所示，應(yīng)用機電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電液控制，有效融合液壓控制技術(shù)與計算機技術(shù)，實現(xiàn)成組定向移架與雙向鄰架，通過電液控制裝置能夠有效檢測支架運行情況，避免支架及頂板受到?jīng)_擊負載[6]。高壓液體裝置通過乳化液泵提供至液壓支護設(shè)備，需要保證其具備良好的供液能力，同時液壓支護設(shè)備的用液量能夠?qū)嶋H情況自動調(diào)節(jié)。通過運用機電一體化技術(shù)，能夠在系統(tǒng)中實現(xiàn)自動化配液，對高低液位進行自動化控制，實現(xiàn)對乳化液液度的實時檢測。如果設(shè)定值范圍的濃度不符合要求，能夠自動化沖洗，具備一定的遠距離傳輸功能，對實際用液量進行在線監(jiān)控。對于乳化液的油位、液位、流量計量情況等，能夠通過液晶顯示器有效顯示。

圖3 液壓支架示意圖

3.5 在安全防護中的應(yīng)用

礦山開采生產(chǎn)階段應(yīng)用機電一體化技術(shù)還需要充分考慮安全防護工作，足底啊程度保證生產(chǎn)作業(yè)的安全性，避免發(fā)生安全事故。目前礦山開采安全防護工作涉及大量的機械設(shè)備，部分設(shè)備易受到其他因素的營銷發(fā)生故障，導(dǎo)致安全隱患增加。例如液壓機械在礦山開采中十分常見，為了確保其安全穩(wěn)定運行，不但需要提高其運行性能，確保其能夠滿足礦山開采要求，同時還需要加強監(jiān)控，及時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，如果發(fā)生異常情況能夠及時解決，避免發(fā)生安全事故。

3.6 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，技術(shù)水平也在不斷提高，隨著采礦規(guī)模的不斷增加，采礦生產(chǎn)作業(yè)對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求。未來發(fā)展階段，智能化是機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)的機械涉筆的智能化控制，對故障問題進行智能化診斷；同時數(shù)字化也是未來機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，能夠有效提高技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸效率，使技術(shù)應(yīng)用階段形成的大量數(shù)據(jù)及時傳輸至控制中心，而遠程化的發(fā)展趨勢能夠進一步提高機電一體化技術(shù)對機械設(shè)備的控制能力。最后，集成化也是機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，該項技術(shù)本身具有綜合性的特點，是多項先進技術(shù)融合的產(chǎn)物，集成化的發(fā)展目標不斷提高提高技術(shù)應(yīng)用水平，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對多道工序的檢測，有效提高整體工作效率。

4 優(yōu)化機電一體化技術(shù)的應(yīng)用措施

4.1 加強專業(yè)人才隊伍建設(shè)

在礦產(chǎn)開采階段應(yīng)用機電一體化技術(shù)，雖然能夠有效減輕工作人員的工作量，提高工作效率，減少對傳統(tǒng)人工作業(yè)模式的依賴，降低人力資源成本，但是雖然技術(shù)的不斷發(fā)展革新，新技術(shù)將會更加復(fù)雜，因此對工作人員的專業(yè)能力有更高的要求，需要確保其合理使用新技術(shù)與新設(shè)備，充分發(fā)揮技術(shù)的功能與優(yōu)勢。因此企業(yè)需要注重對專業(yè)人才的培養(yǎng)，建立完善的人才培養(yǎng)體系，不斷提高人才質(zhì)量，確保機電一體化技術(shù)在機械設(shè)備中的合理、高效應(yīng)用。同時，對礦產(chǎn)開采作業(yè)來說，隨著使用年限的增加以及受到其他因素的影響，機械設(shè)備難免會出現(xiàn)故障問題，因此需要加強專業(yè)維修隊伍的建設(shè)，確保維修人員具備豐富的工作經(jīng)驗以及較強的專業(yè)能力，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，最大程度減少故障的影響。企業(yè)的發(fā)展與人才息息相關(guān)，需要注重專業(yè)人才的引進，建立科學合理的培訓機制，為企業(yè)的發(fā)展提供保障。

4.2 完善管理體系

企業(yè)不僅需要注重專業(yè)人才隊伍的建設(shè)，同時還需要建立完善的管理體系，確保技術(shù)措施的有效落實，為相關(guān)工作的順利開展提供保障。首先需要根據(jù)作業(yè)區(qū)的具體情況，配置完善的開采設(shè)備，同時結(jié)合開采環(huán)境建立相應(yīng)的管理制度，確保每一個工作環(huán)節(jié)均能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體化技術(shù)的高效應(yīng)用，避免因為管理體系落后導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用水平與開采質(zhì)量低下的情況。其次，在生產(chǎn)作業(yè)各環(huán)節(jié)均需要做好監(jiān)督工作，安排專業(yè)人員進行監(jiān)督，保證機電一體化技術(shù)的合理應(yīng)用，及時發(fā)現(xiàn)工作階段存在的問題，有效解決。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)如今機電一體化技術(shù)發(fā)展迅速，已得到礦山機械中開采設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)、運輸機械等的廣泛應(yīng)用，具有極高的應(yīng)用價值，不僅能夠保證礦產(chǎn)開采作業(yè)的安全性，同時能夠有效增加開采量，擴大開采范圍，提高開采效率，具備降本增效的優(yōu)勢。另外，為了能夠進一步提高機電一體化技術(shù)在礦山機械中的應(yīng)用水平，相關(guān)企業(yè)需要加大技術(shù)研發(fā)力度，引進先進技術(shù)工藝，不斷提高技術(shù)應(yīng)用水平，為礦山開采的順利開展提供保障。