機電一體化技術在煤礦機械中的應用探討

摘 要:煤炭系統也在利用機電一體化技術改造舊設備和開發新產品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人們清楚地認識到，機電一體化技術和產品的發展，是實現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產品更新換代的重要途徑。本文對機電一體化技術在煤礦中的應用進行闡述，并對其發展趨勢進行分析。

關鍵詞:機電一體化技術煤礦應用發展趨勢

中圖分類號:TD4文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2010)7(b)-0114-01

1 概述

機電一體化是機械、電子、計算機和信息技術有機結合的一門復合技術。機電一體化是以機械的主功能，動力功能上引進計算機和電子技術，將機械裝置和電子設備以及軟件等有機結合所構成系統的總稱。其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

煤礦機電一體化技術是礦山綜合自動化的基礎，是煤礦企業信息化的重要支撐技術，在煤礦采掘、運裝備的應用和推廣，大力地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了堅實的基礎。

2 我國煤礦機電一體化技術的發展現狀

從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起，我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀80年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的發展，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了20世紀90年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究，并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀后，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破，在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距，并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱，在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。

3 煤炭機電一體化技術研究的意義

3.1 提高了勞動效率

機電一體化改變了過去手工作業落后的生產方式，大量新型機電設備的產生徹底轉變了煤礦的作業模式，工人的勞動強度明顯降低，勞動生產率大幅提升，極大地提高了勞動生產率。

3.2 提高了勞動安全保障

煤礦傳統的工作環境使得礦工在潮濕、充滿煤塵的環境中長時間、高負荷地工作，這嚴重影響到礦工的身體健康和生活質量，在異常清況下，會危及到他們的生命。機電一體化采用機電設備進行煤炭的采掘、運輸、提升等，能夠使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來，并把在危險有害和困難條件下工作的工人解放出來，防止工傷和職業病的危害，確保了礦工的生產安全。

3.3 增加了勞動收入

煤電一體化技術的運用極大地提高煤礦的勞動效率，大幅度地提高了煤炭的產量，提升了企業的經濟效益，礦工的經濟收入有所提高，生活水平有所改善。煤礦企業的快速發展帶動了其它相關行業的快速發展，對促進地方經濟的快速發展起到積極的作用。

4 機電一體化在煤礦生產中的應用

4.1 礦井綜合采煤方面的應用

電牽引采煤礦機是機電一體化技術在煤礦生產中的一個典型應用。與液壓牽引相比，它具有良好的牽引特性，可用于大傾角煤層、運行可靠、使用壽命長，反映靈敏、動態特性好，結構簡單、效率高等特點。

4.2 礦井運輸提升設備

(1)帶式輸送機:帶式輸送機具有長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤礦輸送系統的主要運輸設備。

(2)礦井提升機:礦井提升機實現全數字化交直流提升，特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合營企業一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備。

4.3 其它煤礦機電一體化裝置

其它機電一體化設備主要指煤礦礦供電設備。煤礦供電的特點是要可靠、質量高，能滿足大功率設備的要求，因此采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數，減少供電系統無功電流，減少無功功率損耗。目前高低開關普遍采用“微機保護”，具備網絡功能，可以實現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。

4.4 在煤礦安全生產方面的應用

礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一，也是保證煤礦安全生產的有效措施，為煤礦安全生產和管理起到了積極的作用。其主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高，具有網絡連接功能，系統軟件采用了Windows操作系統。同時，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。

5 煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢

我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力，創造了巨大的經濟效益和社會效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術與發達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續研究，其未來的發展趨勢是:(1)開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，研究具有自主知識產權的核心裝置;(2)增加產品的通信功能，以適應綜合自動化的需要;(3)開發以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等;(4)煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。

6 結語

先進的煤礦機電一體化設備的高智能化、程序化、信息化的特點及體積小、操作維護方便、保護齊全、性能可靠等，使得這些機電設備在煤礦生產中得到廣泛應用。它不但可以提高工作效率、減輕了操作人員的勞動負擔，提高了勞動安全保障，同時也增加了礦山企業的市場競爭力，增加了礦工的經濟收入，帶動了相關企業的經濟發展。總之，隨著科學技術的快速發展，以及煤礦機電一體化的產品大量使用，其所創造的價值及效益將是以往不可想象的。同時各種新型機電一體化產品的大量使用也促進了機電一體化產品的技術、性能的不斷提高及完善。

參考文獻

[1]機電一體化實用手冊[M].北京:科學出版社，2007.

[2]譚得健，徐希康.自動化技術、信息技術在我國煤礦企業的應用[J].工況自動化，2003.