述煤礦機械與機電一體化技術

張國慶

摘要：機電一體化技術在煤礦機械中的應用是我國現代化煤礦生產建設的需求，實現煤礦生產智能化、高效化、自動化和安全化，是保障我國煤炭產業高效發展的重要保障。同時，也是優化我國產能結構、提高勞動生產率、提升人們生活水平的重要措施。但是目前在煤礦機械生產的過程中還存在一系列的問題，要不斷改善這些問題，找到煤礦機械發展的方向，不斷完善煤礦生產技術，減少安全事故的發生，實現經濟收益的不斷增長。基于此本文分析了煤礦機械與機電一體化技術。

關鍵詞：煤礦機械；機電一體化技術；應用

1、煤礦機械中機電一體化應用的意義

煤炭資源是我國主要的能源之一，高效開采煤炭資源是促進我國現代化建設的重要方面。在煤礦機械中加強機電一體化技術的應用，提高煤礦機械的智能化和自動化也是我國煤礦機械今后發展的主要方向。機電一體化在煤礦機械中應用的意義主要表現在以下幾個方面。

1.1有利于煤礦作業的安全保障

煤礦開采工作和其他工作相比，所面臨的環境更加惡劣和復雜，特別是對于井下作業來說，保障員工安全尤為重要。在煤礦生產過程中，生產機械的正常運行是保障其運作的根本要求，煤礦機械存在的外部環境具有潮濕、粉塵大、易燃氣體濃度高等特點，如果無法保障機械的安全運行，則容易發生嚴重的安全事故。提高煤礦機械的自動化和智能化水平，減少人為操作的幾率，能夠有效保障工作人員安全以及機械的運行效率，提高機械運行的穩定性，降低機械操作失誤率，所以，加強機電一體化技術的應用有利于煤礦作業的安全保障。

1.2有利于提高勞動生產率

機械代替手工實現自動化生產是提高勞動生產率的主要途徑。在煤礦機械中應用機電一體化技術，能夠進一步優化勞動生產方式與勞動資源的結構，減輕工作人員工作負擔的同時提高煤礦生產的效率，從而提高煤礦企業的經濟效益，增加工人的工資收入。

2、機電一體化技術在煤礦機械中的應用

2.1機電一體化技術在提升機中的應用

提升機是現代煤礦生產中最不可或缺的機械設備，機電一體化技術與提升機的結合效果也是最為顯著的，在要求提升量大、提升速度快的現代重工場合中，基于機電一體化技術發展的礦井提升設備在煤炭產業中得到廣泛的應用。目前國內較為先進的提升機是基于數字化技術研制出的大容量全自動提升機，這對于煤礦企業節約生產成本、加快生產速度提供了極大的幫助。礦井交流提升機電控系統控制電路組成結構如表1所列。

傳統中對電動機的啟停通常采用接觸器、繼電器等進行控制，使得控制系統體積過大，而且接觸器中觸點的機械動作可能存在不穩定性，對礦井提升機的控制工作會產生影響。但是通過機電一體化中的PLC控制技術在礦井提升機中的結合，使得該控制系統的可靠性大大提高，與此同時，對提升機中每個操作點的控制是通過控制輸入輸出量的邏輯來實現的，通過與觸摸屏、變頻器等工控設備的結合使用，可以使操作現場真正做到智能化，減輕了操作人員的工作量并降低了某些設備的配置成本。

2.2機電一體化技術實現煤礦機械的在線監控、自動報警以及故障診斷

煤礦生產的環境復雜，而且在井下有難以在現場實施監控的盲點區。因此，綜合機電一體化技術實現在礦井地下在線監控、自動報警以及故障判斷就有著重要的現實意義。對礦井的在線監控主要是指對機械設備的制動、液壓等系統以及對地下情況如道路岔口的監控工作。當發現問題時，由于機電一體化技術的自動功能實現響鈴報警，告知工作人員解決問題。與此同時，實施監控能及時發現煤礦機械的故障，有助于保證煤礦的安全生產。

運用機電一體化技術在煤礦井下實施各種系統的監控，需要與GPRS、微波通訊、網絡通訊等技術的配合，這與機電一體化的網絡化、智能化、數字化的發展方向是相符合的。

2.3機電一體化技術在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機的特點是能夠長距離連續運輸，效率高，運行可靠，吞吐量大，易實現自動化，是我國煤礦煤炭輸送系統的主要運輸設備，已成為機電一體化技術研究的重中之重。現在主要用機、電、液一體化CST可控軟啟動設備，它的運輸方式較為特別，專門為平滑啟動運輸大慣性負載，如煤或金屬礦石的長距離帶式輸送機而設計的驅動裝置。帶式輸送機可以由一個或多個CST控制，由于動態分析、在線監測技術以及啟動延遲技術還未得到解決，所以我國在帶式輸送機驅動點不能太多，一般驅動點為3點，限制了輸送機單位長度和容量。此外，輸送機監測設備功能較少，缺乏可靠程度，靈活性能也不高，同國外技術相比差距較大。

3、煤礦機電一體化技術的發展趨勢

我國的煤礦機電一體化設備具有智能化、程序化、信息化、體積小、性能可靠、操作方便、維修簡便等特點，廣泛應用于煤炭的生產，不但減少工人的工作強度，還能夠在很大程度上增加煤礦的生產效率和能力，產生了更大的經濟效益和社會效益。然而，我國煤礦機電集成技術與發達國家相比還有很大的差距，其未來的發展趨勢良好。開發具有自主知識產權的以煤炭開采技術和設備配套的核心技術，研究具有自主知識產權的核心設備；提高產品的通信功能，以適應綜合自動化的需求；基于微處理器和微型計算機的發展，礦山設備條件和健康監測和微處理器的應用，計算機和專家系統的開發；機器人的機電一體化技術在煤礦仍然是未來研究的重點之一。