試論煤礦機電一體化技術的應用和發展

王慧偉

（大同煤礦集團雁崖煤業公司，山西 大同 037031）

引言

盡管我國是能源大國，煤炭資源非常豐富，但由于我國的人口基數大，人均煤炭擁有量就相對較低，與世界平均水平仍有較大差距。因此，提高采煤效率就顯得尤為必要。煤炭開采技術是影響采煤效率的重要因素，科技的發展加快了機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用，煤炭生產效率也因此大大提高。一體化技術在綜合采煤設備中的應用也開始逐漸呈現出新的趨勢，業內的關注度更是與日俱增。

1 綜合采煤設備機電一體化現狀

機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用使得煤炭企業產煤效率大大提升，國內外不少煤炭企業對此技術的重視度也隨之增加。但是，就目前實際情況而言，相較其他發達國家，機電一體化技術在我國廣大煤炭企業中的應用相對較晚。這主要是因為我國的現代化進程起步較晚、發展緩慢，進而在一定程度上導致了煤炭開采技術落后于其他國家的局面［1］。

20世紀50年代，電子科學技術取得了突破性的發展，為了使廣大煤炭企業的采煤效率得到提升，機電一體化技術首次被應用于采煤設備當中。自那以后，采煤效率得以提升，但是該技術在綜合采煤設備中出現的諸多問題仍舊不容忽略。在問題被不斷解決的過程中，機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用也更加成熟。這一時期，計算機信息技術的發展也比較迅猛。到了七八十年代的計算機時代，對計算機信息技術的應用加快了綜合采煤設備中機電一體化技術革新步伐，使得該技術在綜合采煤設備中的應用層次更加深入［2］。

計算機技術的發展使得綜合采煤設備機電一體化邁入了一個新的發展時期。近年來，智能化技術的出現更是使得機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用愈發成熟，技術水平和層次都上了一個臺階。智能化技術與計算機技術的有機結合更是使得該技術的實施更加全面和高效［3］。相信隨著科技投入的增加以及我國經濟實力的提升，我國機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用一定會有所突破和建樹，與國際水平的差距也會逐漸減少。

2 綜合采煤設備中機電一體化技術的應用

2.1 傳感器

傳感器是綜合采煤設備機電一體化技術的重要組成部分，特別是檢測傳感器，電壓電流、牽引速度、功率測定、油液溫度和壓力、液壓支架的支撐壓力和高度、電壓閥以及流量傳感器等都被囊括其中。其中，有些部分仍舊還存在一定問題，需要加以改善，具體如下：

首先，要加強研制關鍵部位的傳感器，主要體現在以下三點關注：不僅要關注采煤機的機身傾角和搖臂擺角，還要關注其牽引速度和行走方向。另外，牽引力以及煤巖分離也不能忽略；關注刮板運輸機推溜油缸和支撐油缸的行程；還要關注液壓支架的壓力與流量。其次，規范化和標準化信號輸出。最后，優化傳感器結構，提高其可靠性和測量精度。

2.2 測控裝置

檢測到的各工況參數在微機運算和處理之下，會根據之前設定好的動作值給出相應的保護動作。另外，當機組發生狀況時，應當結合井下工作的特點，利用聲和光發出報警，也可以選擇用一定的顯示方式將故障點或者故障的性質顯示出來。當然，這所有的過程都需要通過微機的控制實現。利用微機軟件進行運算，不僅方便而且靈活，能夠對采煤機的功率進行智能化的控制，再根據不同的過載程度，實現減速、停機或者倒退等功能。

2.3 監測工況和診斷故障

當前，造成我國應用機電一體化技術的綜合采煤設備開機率低下的一個主要原因是綜合采煤設備的可靠性失效，所以說，這應當成為該技術研究的重點。微電子技術和計算機技術的綜合應用，能夠對設備中所存在的故障進行檢測，以實現采煤機的自我診斷和自我適應功能。對采煤機中微機處理故障的檢測裝置、采煤機的故障診斷裝置、刮板運輸機的故障診斷和檢測，以及采煤機故障診斷的專家系統等都是綜合采煤設備中機電一體化技術在應用過程中應該關注的重點內容。

2.4 變頻器

綜合采煤設備中采煤機機電一體化得以實現的關鍵是變頻器，所以在應用過程中應當將加強對變頻器的研究。目前，我國已經研制出的全數字化提升機的相關經驗和關鍵性技術，能夠對我國綜合采煤設備中采煤機的變頻器研制提供部分參考借鑒經驗。

3 綜合采煤設備機電一體化發展趨勢

3.1 智能化趨勢

由上文可知，早在20世紀中期，智能化技術就作為一種新興技術進入到人們視野當中。因為形成相對較晚，技術的實踐及發展時間也不算長，所以存在缺陷和問題也是在所難免的。就目前看來，智能化技術的發展不夠成熟和完善，但是可以預見的是，智能化技術在綜合采煤設備中的廣泛應用是必然的。如此一來，煤炭企業的煤炭生產量和產煤效率的提升也是必然的，該技術在綜合采煤設備中的應用前景極為廣闊［4］。所以說，廣大煤炭企業應當著力解決現階段智能化技術中本身所存在的問題，而對于綜合煤炭設備機電一體化技術中存在的各類銜接問題也不能忽視。

3.2 系統化趨勢

當前，機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用愈發廣泛，應用層次也愈發深入。與此同時，綜合采煤設備中機電一體化所使用的技術類型也更加多樣化。這些多樣化的技術類型給操作人員的工作帶來了新的困難，整合這些技術的差異性，使設備更加系統、完善，以方便設備管理人員的操作就顯得尤為必要。就目前而言，要協調各種技術的運行仍舊還有一定難度，還沒有較好的解決辦法，也沒有煤炭企業能夠將多種類型不同的技術和設備應用于機電一體化的綜合采煤設備當中，很難實現對采煤設備有效控制和高效操作的兼顧。但是，不可否認的是，科學技術的發展肯定會逐漸實現對二者的兼顧，系統化將會成為綜合采煤設備機電一體化的重要發展趨勢。

3.3 環保化趨勢

傳統的經濟發展大多是在犧牲環境的基礎上進行的，近年來，社會發展所取得的矚目成就使得人們開始關注環境，環保意識逐漸深入人心，各個領域都開始提倡環保。煤炭行業本身就是一個對環境破壞較大的行業，為了實現自身及社會的可持續發展，理所應當更加關注環保。無論是在開采還是運輸過程中，都應該竭力將煤炭開采對環境的危害程度降到最低，不能只注重生產效率，而忽視了對環境的保護。這對煤炭企業自身的可持續發展來說也是極為不利的，可持續發展是當今企業發展的重要指導思想，只有在可持續理念的指導下，企業才能實現長遠發展。所以說，在保證綜合采煤設備機電一體化技術性能的情況下，該技術的環保性也將成為其發展重點。

4 結語

機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用能夠在很大程度上提高我國各煤炭企業的煤炭生產量及其開采效率。在該領域，我國仍舊與國外其他發達國家存在較大差距，為了彌補這一差距，增強我國廣大煤炭企業的競爭力，加大科研力度、引進先進的技術經驗等措施就顯得尤為重要。就我國的綜合采煤設備中機電一體化技術而言，智能化、系統化和環保化是其未來發展的主要趨勢。機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用前景將會更加廣闊，技術也將更加成熟。

［1］武國強.機電一體化技術在煤礦機械中的應用探討［J］.中小企業管理與科技（上旬刊），2013（1）：190.

［2］張銳.芻議機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用［J］.中國新技術新產品，2011（8）：143.

［3］曹建.芻議煤礦綜合采煤設備機電一體化的現狀和發展［J］.科技創新與應用，2015（25）：121.

［4］劉菊青，方斌.淺談機電一體化技術在煤礦生產的應用及推廣［J］.山東工業技術，2013（9）：175－176.