煤礦生產中的機電一體化技術

葛玉生

（同煤集團云岡礦企劃科，山西 大同 037000）

引言

隨著煤礦業的不斷發展，人們對煤炭資源的需求也日益增加，我國煤炭資源持續減少，并且各種煤礦事故頻發，這些問題均時刻提醒著我們要進一步加強煤礦生產的自動化管理，提高安全化水平。機電一體化技術在煤礦生產中的應用則有助于提高煤礦生產率，同時提升煤礦企業的核心競爭力，繼而推動煤礦企業的長足發展。

1 機電一體化技術的內涵及優勢

1.1 機電一體化技術的內涵

機電一體化技術將信息流與能量流、電子與機械進行相互融合，并綜合了計算機、微電子、自動控制、信號變換等諸多技術，可謂是一個復雜的“綜合體”，其先進性具體體現在高質量、高功能、高可靠、高精度以及低能耗等方面。機電一體化技術經過不斷的進步與發展，以其獨特的優越性不斷擴大了應用范圍，尤以煤礦生產工業為主。

1.2 機電一體化技術的優勢

首先，機電一體化產品具有較高的安全性能，具備自動監視以及自動報警與保護等多種功能，不僅大大減少了勞動力，而且提高了機電設備的安全性與可靠性；其次，機電一體化技術能夠滿足不同客戶的不同需求，因而其應用范圍尤為廣泛；再次，機電一體化技術集合機械與電子兩大主流技術，通過對先進技術的有機整合，使自身具備強大的功能，使調整維護工作更為便捷。將機電一體化技術運用于煤礦生產中，不僅有助于大幅度減少勞動強度，改善工作環境，而且可以降低能源消耗，提高安全系數并加快煤礦生產進程。

2 煤礦生產中的機電一體化技術

2.1 在煤礦采掘工程中的應用

煤礦采掘工程作為煤礦生產的基礎工程，對整個生產活動的效率有著重要的影響及作用，在煤礦采掘工程中引入機電一體化技術具有不容忽視的現實意義。在現階段的煤礦開采作業中多采用電牽引采煤機，與傳統液壓牽引采煤機不同，電牽引采煤機不需要復雜的防滑設施，其具有良好的牽引性能，能夠適用于傾斜度較大的煤層，可以提供較大的牽引力，并且在下滑過程中能夠進行自動發電制動。除此之外，電牽引采煤機以其簡單靈敏的結構及良好的動態性有效減少了電能的損耗，維護方便，運行高效且具有較高的可靠性、耐用性以及安全性，對提高煤礦生產效益有著巨大的推動作用。

2.2 在礦井提升系統中的應用

礦井提升系統注重的是煤炭從井下被提升至地面環節的效率以及質量，隨著機械化采煤程度的不斷提高，現代煤礦生產對礦井提升系統的要求也更加嚴格。機電一體化技術應用于礦井提升系統中無疑對提高煤礦生產效率有重要的意義，其中以全數字化交直流提升機為典型應用。全數字化交直流提升機無需配備專門的絞車司機，將驅動結構與滾筒進行有效結合，并對機械與計算機、電力電子、自動控制等多種技術進行有機融合，通過同步運行的兩臺計算機進行相互檢測與備用即可實現對煤礦生產過程的實時監測與故障記憶。全數字化交直流提升機以其簡單化的硬件設備和較強的兼容性使礦井提升系統在效率和安全性方面都得到了較大的改善［1］。

2.3 在煤炭運輸過程中的應用

現代化煤礦生產作業中，井下運輸多采用皮帶式運輸機。與傳統運輸機不同，皮帶式運輸機多通過計算機進行控制，有著簡單的驅動結構，其主要驅動方式為直流式變頻裝置，可以有效保障煤礦運輸過程的穩定。大巷強力運輸機的廣泛應用大大提高了煤炭運輸的效率和質量；CST可控軟啟動裝置則采用機、液、電一體化技術，極大地改善了運輸機的驅動現狀，有效提高了煤礦的運輸效益。近些年來，皮帶運輸以其在運輸煤炭過程中的連續性、穩定性、高效性以及自動化等優勢，已經逐漸成為煤炭運輸的主流方式。

2.4 在煤礦安全監控系統中的應用

機電一體化技術通過在設備中安裝傳感器以及設備檢測裝置，以計算機為媒介實現遠程管理與控制，優化了機電一體化設備的管理；另外，在煤礦主扇中安裝有變頻設備，通過對風量和頻率的調節實現自動化，進而節約能源、降低消耗；從液壓支架向電液控制和自動移駕的轉變可以有效防止對頂板和支架的沖擊；采用微機保護技術使高壓開關柜具備遠程遙控功能；真空開關的使用可以有效延長高壓開關柜的使用壽命從而大大減少維護工作量。這些都是機電一體化技術在煤礦安全監控系統中的廣泛應用，不僅有效改善了設備的運行效率，也極大提高了設備的安全性能。

2.5 在機電設備維護維修中的應用

在煤礦生產作業中，由于工作環境的復雜性，導致機電設備往往會出現一些故障性問題，因此機電設備的維修維護工作非常重要［2］。機電一體化技術在機電設備維修維護中的應用可以有效縮短維修維護周期，提高效率。機電一體化設備中先進的傳感系統可以根據傳感器反饋的信息對設備故障及時地進行確定，并通過計算機對故障類型進行備案，很大程度上節約了檢修維護時間，實現煤礦生產的經濟性與高效性。另外，機電一體化設備無需對故障進行一步一步地排除，只需查詢計算機數據庫即可確定其故障代碼進而確定設備故障，具有較強的高效性。

2.6 在其他生產環節中的應用

除上文所提到的諸多環節外，機電一體化技術在其他生產環節也有涉足。如螺桿式空壓機智能控制系統的應用，在有效實現對電動機過載、缺相、錯相等的保護功能的同時，也具備記憶存儲、故障診斷、遠程通信等增值功能。此外，還有微機保護與高壓開關的結合等。

3 機電一體化技術的發展前景

近些年來，我國的機電一體化技術在不斷發展中改進，在不斷改進中完善，已經相繼取得很大進步，但是與發達國家相比，仍然存在一定的差距，有著較大的發展空間。我們必須不斷改進與創新，以滿足現代煤礦生產的要求，進一步加深其在我國煤礦生產中的應用。

3.1 網絡化

機電一體化，顧名思義即機械與電子的有效結合，機電一體化技術較為注重設備運行系統與控制系統間的通信連接，其發展偏向網絡化。大多數煤礦企業通過網絡化平臺實現對設備運行以及故障排除等方面的遠程控制及優化管理。隨著電子信息技術的發展，機電一體化技術的網絡化已經成為一種必然的發展趨勢［3］。

3.2 智能化

機電一體化技術一大顯著的特點即較高的自動化與智能化，系統具備正常人的邏輯思維能力、判斷能力以及自我選擇能力，采用智能機器人來適應復雜的開采環境，能夠實現設備的無人管理，煤礦生產中的機電一體化技術正朝著這個方向不斷邁進。

3.3 綠色化

煤礦開采一方面使得我國的煤礦資源逐漸瀕臨枯竭，一方面也造成了嚴重的環境污染，環保問題成為煤礦生產管理的重要內容，這也就注定機電一體化技術的發展將日趨綠色化。綠色的機電一體化技術要求能夠實現對設備的精準控制，在不破壞周圍環境的基礎上合理開采煤層，有效提高資源利用率的同時，也要避免大量有害物質對煤礦開采人員的危害，對生產環境實現綠色化管理。

4 結語

機電一體化技術在煤礦生產中的應用，能夠提高煤礦的生產效率，提升企業的核心競爭力，促進企業的可持續性發展，在市場競爭日益激烈化的今天，這對于企業來說無疑是一個巨大的機遇。所以，煤礦企業應抓緊機遇，致力于機電一體化技術的普及與應用，以便促進企業的高效性與經濟性發展，盡快實現企業的完美轉型與升級。

［1］ 王磊.機電一體化技術在煤礦生產中的應用［J］.技術與市場，2014（8）：112－119.

［2］ 孟磊.淺談煤礦生產中的機電一體化技術［J］.大觀周刊，2012（22）：76－85.

［3］ 李鄭和.現代煤礦生產中的機電一體化技術［J］.科技信息，2013（1）：101－111.