論機(jī)電一體化在煤礦行業(yè)的應(yīng)用

摘 要：文章就機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用可以使設(shè)備動(dòng)作協(xié)調(diào)，且安全性和可靠性上有很大的提高，其操作性能也更加的完善，同時(shí)各級(jí)煤礦企業(yè)比較重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭行業(yè)中的應(yīng)用和推廣進(jìn)行了相應(yīng)的探討。

關(guān)鍵詞：煤礦行業(yè)；機(jī)電一體化；應(yīng)用

1 前言

隨著社會(huì)的發(fā)展，煤炭已成為我國能源產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展給經(jīng)濟(jì)效益帶來很大的改變。進(jìn)行煤炭的開采是一項(xiàng)危險(xiǎn)和辛苦的工作。而對(duì)于許多煤礦來說，礦難事故的杜絕是很難實(shí)現(xiàn)的，要從根本上解決就要從煤礦的規(guī)范管理上進(jìn)行，同時(shí)還要提高整個(gè)企業(yè)自動(dòng)化的水平，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用力度，還要在采掘、運(yùn)輸?shù)确矫娴玫酵茝V。這樣就使很多企業(yè)進(jìn)入了機(jī)電一體化特征的發(fā)展階段，也推動(dòng)了我國煤礦企業(yè)的各項(xiàng)發(fā)展的能力，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效打下了良好的基礎(chǔ)。

2 機(jī)電一體化的概要

機(jī)電一體化是在機(jī)械、微電子、計(jì)算機(jī)等多方面的科學(xué)交叉融合的，主要是指在機(jī)構(gòu)的動(dòng)力、信息處理、控制方面以及在主功能上引進(jìn)的電子技術(shù)，將機(jī)械化裝置與電子化設(shè)計(jì)相互結(jié)合構(gòu)成系統(tǒng)的總稱，其發(fā)展與進(jìn)步都依賴于這些技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，其發(fā)展的方向有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化等等方面。

2.1 機(jī)電一體化發(fā)展中的數(shù)字化

機(jī)電產(chǎn)品的微控制器和其發(fā)展奠定了數(shù)字化發(fā)展的基礎(chǔ)，其中一些企業(yè)在不斷的發(fā)展數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人，同時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，給數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制造鋪墊了平坦的道路。在煤礦企業(yè)當(dāng)中，工程部門或者是技術(shù)部門現(xiàn)在都是普遍的應(yīng)用繪圖軟件CAD，并且在運(yùn)用該軟件時(shí)得到了認(rèn)可。

2.2 機(jī)電一體化發(fā)展中的網(wǎng)絡(luò)化

隨著社會(huì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的普及，很多煤礦企業(yè)所遇到的問題都可以通過網(wǎng)絡(luò)來查找解決問題的方法。例如：煤礦企業(yè)在綜合利用技術(shù)和廢棄的物質(zhì)資源化技術(shù)上有滯后的現(xiàn)象，且導(dǎo)致了煤礦資源利用率下降和廢棄的物質(zhì)資源綜合利用不到位等問題，就可以利用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行解決。

2.3 機(jī)電一體化發(fā)展中的人性化

機(jī)電一體化的最終產(chǎn)品一般應(yīng)用的對(duì)象是人，而如何讓機(jī)電一體化的產(chǎn)品為人類服務(wù)是現(xiàn)在的一大難題。近些年來我國煤礦企業(yè)發(fā)生安全事故比較頻繁，這給煤礦工人的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的威脅。而機(jī)電一體化的產(chǎn)品就可以完善煤礦企業(yè)整個(gè)自動(dòng)化的水平，進(jìn)而減少和預(yù)防了煤礦安全事故的發(fā)生。

3 我國煤礦企業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)上的水平

我國煤礦企業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)完全應(yīng)用在企業(yè)內(nèi)部工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，這就說明了我國煤礦產(chǎn)業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)取得了很好的進(jìn)步，尤其是對(duì)安全生產(chǎn)上的監(jiān)控和大型設(shè)備的后備保護(hù)這兩個(gè)方面已取得了很好的成果。但是與國外技術(shù)相比，我國的煤礦企業(yè)機(jī)電一體化還是與其存在著差距，并且煤礦企業(yè)與其他行業(yè)起步相對(duì)較晚，因此要想達(dá)到世界水平，就要掌握好機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)以及信息時(shí)代特點(diǎn)，做好煤礦企業(yè)在機(jī)電一體化技術(shù)上的研發(fā)。

在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，我們要盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式型的計(jì)算機(jī)，這樣就可以保證生產(chǎn)產(chǎn)品工作性能更加的可靠。而對(duì)于新開發(fā)的機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具備通信功能，還要選擇可靠性能高，開放性能比較好的通信模塊，這樣就方便控制網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行通信控制的連接。

煤礦企業(yè)的機(jī)電一體化產(chǎn)品必須要達(dá)到智能化的水準(zhǔn)，還可以對(duì)周圍的環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，使設(shè)備可以自動(dòng)的適應(yīng)周圍環(huán)境，并且以最優(yōu)異的狀態(tài)進(jìn)行工作，同時(shí)還要對(duì)采集到的信息參數(shù)進(jìn)行分析，從對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行診斷和處理。還要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)，這樣就可以提高傳感器的使用壽命和可靠性，同時(shí)還要考慮傳感器的數(shù)字化、智能化等方面，讓礦用傳感器可以在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測量工作，并確保測量的準(zhǔn)確率，同時(shí)還要具有自我診斷、校正、調(diào)節(jié)等方面的功能。

4 機(jī)電一體化在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)機(jī)電一體化的產(chǎn)品也已經(jīng)應(yīng)用到很多的煤礦當(dāng)中。我國一般都是以計(jì)算機(jī)為核心來進(jìn)行電牽引采煤機(jī)，同時(shí)全數(shù)字直流提升機(jī)已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)的市場，我國已經(jīng)能運(yùn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的膠帶運(yùn)輸機(jī)、掘進(jìn)機(jī)以及礦井供電等等方面的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。還有就是在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、礦井生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)和圖像監(jiān)視、關(guān)鍵設(shè)備、信息化管理以及最主要的工作地點(diǎn)、調(diào)度室的裝備等方面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在生產(chǎn)方面的財(cái)務(wù)、人力、設(shè)備、調(diào)度、銷售以及辦公自動(dòng)化都得到了很好的引用。

4.1 在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

礦井提升機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化中較好的礦山大型設(shè)備，是全數(shù)字化的交、直流的提升機(jī)。這其中比較特別的是內(nèi)裝式提升機(jī)，它在結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)這兩者合二為一，從而簡化了機(jī)械的結(jié)構(gòu)，是最典型的機(jī)電一體化的設(shè)備。而全數(shù)字的提升機(jī)不僅可以進(jìn)行可重復(fù)性的事故診斷、自診和尋址，還可以進(jìn)行一些簡單迅速的通信工作。其中硬件配置上較簡單，零配件比較少，具有相互兼容的特點(diǎn)，而且還可以輕松的實(shí)現(xiàn)軟件的控制、軟啟動(dòng)和改變瞬間的加速度。

4.2 在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)目前使用最為廣泛的是掘進(jìn)機(jī)，同時(shí)機(jī)電一體化很快的在掘進(jìn)機(jī)中應(yīng)用，使用掘進(jìn)機(jī)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，其中包含了推進(jìn)方向的監(jiān)控、切割斷面輪廓尺寸的監(jiān)控、切割電機(jī)功率自控調(diào)節(jié)等方面。同時(shí)它還能夠進(jìn)行必要的工況檢測，還具備了自我故障診斷的性能，其中包含了電機(jī)負(fù)荷、溫度、液壓系統(tǒng)油壓、油溫、供電電壓測控以及污染等方面監(jiān)控；另外，運(yùn)用現(xiàn)代測控技術(shù)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工作情況進(jìn)行監(jiān)控和故障的診斷，這樣就確保了機(jī)器的正常運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)的機(jī)電一體化。這樣也可以大大的提高了掘進(jìn)機(jī)的工作性，有利于完善和改進(jìn)煤巷快速掘進(jìn)的技術(shù)。

4.3 在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

我國已經(jīng)生產(chǎn)出來很多類型的帶式輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)具有長距離連續(xù)輸送，輸送量很大，運(yùn)行比較可靠，工作效率高，還較于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等方面的特點(diǎn)，帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為我國煤礦企業(yè)井下原煤輸送系統(tǒng)的主要設(shè)備。目前推廣使用的是機(jī)、電、夜一體化的CST的可控軟啟動(dòng)的裝置，它是一種專門為金屬礦和煤礦設(shè)置的長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。具有平滑啟動(dòng)運(yùn)輸大的慣性載荷的特點(diǎn)，一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由1臺(tái)或者多臺(tái)CST進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這樣就解決了帶式輸送機(jī)的長距離、大運(yùn)量的驅(qū)動(dòng)難題。

4.4 在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用

我國研制的液壓支架電液控制系統(tǒng)的起步比較晚，煤礦綜合機(jī)械化采煤工作是由液壓支架支護(hù)設(shè)備進(jìn)行的，同時(shí)也向電液控制的方向發(fā)展著，將液壓控制與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了定壓雙向領(lǐng)架和組成自動(dòng)移架，其中就避免了支架和頂板的沖擊載荷。

4.5 在采煤機(jī)中的應(yīng)用

電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中最為典型的應(yīng)用。這些年來，我國電牽引采煤機(jī)的研發(fā)在不斷地吸收和消化由國外引進(jìn)的采煤機(jī)的技術(shù)，在此技術(shù)的基礎(chǔ)上取得了很大的成果，而我國煤礦企業(yè)在綜合機(jī)械化的采煤工作中，國產(chǎn)的采煤機(jī)已經(jīng)占據(jù)了許多煤礦企業(yè)的主導(dǎo)地位，采用了國產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，在采煤工組中完全呈現(xiàn)出高產(chǎn)高效的工作面。它與液壓牽引機(jī)相比較，它具備了良好的牽引性能，其運(yùn)行非常可靠，使用的壽命比較長，其結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高的特點(diǎn)。經(jīng)過多年的研究，我國的電牽引采煤機(jī)的技術(shù)已經(jīng)走向成熟，它可以為煤礦企業(yè)綜合機(jī)械化的采煤技術(shù)的發(fā)展帶來了積極地推動(dòng)作用。

5 結(jié)束語

隨著煤礦企業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模和水平要求的越來越高，就要進(jìn)一步的加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展。當(dāng)前各種高科技技術(shù)已經(jīng)滲透到機(jī)電一體化的技術(shù)當(dāng)中，這些技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能更加的強(qiáng)大，其性能更加的優(yōu)越，智能化的控制越來越多。這樣不僅減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還極大的提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)水平，因此，煤礦企業(yè)采用新型的機(jī)電一體化設(shè)備就會(huì)獲得更加顯著的技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉慶君.淺談機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）. 2009（12）：199.

[2]張春利.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2010（13）：102.

[3]雷福海.論煤礦機(jī)電一體化技術(shù)[J].民營科技，2012（4）：80，85.

[4]鄧?yán)?淺談機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用[J].科技信息，2011（27）：67，115.

作者簡介：陳興（1972，10-），男，漢族，籍貫：貴州省畢節(jié)市（原畢節(jié)地區(qū)），學(xué)歷：大專，職稱：中級(jí)職稱（工程師），現(xiàn)工作單位：貴州文家壩礦業(yè)有限公司，郵編：552100，研究方向：煤礦機(jī)電， 1994年畢業(yè)于貴州大學(xué)電科系，電子技術(shù)專業(yè)。