我國煤礦機電一體化技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

鄧鵬

（國家煤礦防塵通風安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，重慶 400037；中煤科工集團重慶研究院有限公司，重慶 400037）

煤礦機電一體化技術是綜合應用機械技術、計算機技術、自動控制技術和信息處理技術等多種技術的一種復合技術方法。煤礦生產(chǎn)要從地底深處采掘煤炭，再將其運送到地面之上，在這個過程中，動輒就是數(shù)百萬噸甚至千萬噸的礦井，會使用數(shù)量眾多的大型機電設施與設備。煤礦機電一體化技術完美地融合了自動化技術和機械設備，能夠使機械設備最大限度地發(fā)揮作用，提高了勞動效率，減少了不必要的資源浪費。

1 機電一體化技術概述

機電一體化技術綜合了很多學科，是對多方面知識的綜合。它的應用并不是簡單地用機械設施取代人工操作，機電一體化技術的重點是將機械設備操控技術與智能化網(wǎng)絡以及數(shù)控技術有條不紊地結合在一起，使它們分別發(fā)揮作用。機電一體化的出現(xiàn)和應用不但對煤礦行業(yè)的發(fā)展起到了促進作用，還在一定程度上給整個社會帶來了福祉，一體化的應用提高了生產(chǎn)力，提高了產(chǎn)品在市場上的競爭力。

2 我國煤礦機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀70年代我國自主設計和制造的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局開始試驗，機電一體化技術在我國發(fā)展起來。20世紀 80年代后期，我國的煤礦機械化綜合開采技術得到了比較快速的發(fā)展，很大程度地推動了我國煤礦行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的液壓采煤機開始向電牽引發(fā)展。1999年，又開始了采運支機械微機監(jiān)控、故障診斷的研究和支架電液微機技術。進入21世紀后，我國在煤礦機電一體化技術的研究和應用都取得了重大的突破。但我國煤礦行業(yè)起步晚，在開發(fā)水平、應用層面、投資范圍、技術人才和管理水平方面的能力還存在很多不足，還需要我們結合實際來進行優(yōu)化和改良。

3 存在的問題

3.1 煤礦生產(chǎn)設備相對老化

在一套完整的煤礦機電一體化技術的運作系統(tǒng)中，對機械設備的要求是非常高的，采用的技術也比較先進。所以，要想實現(xiàn)煤礦機電一體化操作，老舊的設備必須要更換成新的設備。但在煤礦企業(yè)之中，大部分設備無法同步更新，對一體化的管理造成了不利影響。

3.2 管理人員素質(zhì)有待提高

在煤礦機電一體化生產(chǎn)應用上，管理操作人員的專業(yè)素質(zhì)十分重要，管理方面一旦出現(xiàn)差錯，一體化設備就不能發(fā)揮出其應有作用，無法達到設定目標。

4 煤礦機電一體化技術的應用要求

4.1 注重整體運營模式

煤礦機電一體化要應用新技術，使其他技術與新技術一起協(xié)同作用，發(fā)揮整個系統(tǒng)的最大作用。比如，在進行主通風機運轉(zhuǎn)時，要結合設備綜合性處理數(shù)據(jù)結果，監(jiān)測運行中的通風機風量、壓力、電機軸承溫度，保證煤礦通風系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，發(fā)揮出信息化處理的功能。因此，在機電一體化技術實施過程中，要創(chuàng)新優(yōu)化計算機技術，充分發(fā)揮自動化處理能力，強化綜合管理，以提高機電一體化的整體性能。

4.2 構建綜合性管理機構

實現(xiàn)煤礦機電一體化的關鍵是綜合管理，因為機電一體化是整體化的應用模式，所以，監(jiān)督方式也要顯示出綜合性和專業(yè)性，要建立嚴格的自上而下的管理模式，責任劃分到每個層面、每個人。在開采作業(yè)中，要針對實際問題，因地制宜地采取對應的方式方法進行監(jiān)督和管理。

4.3 推進新型管理模式

在煤礦機電一體化實施過程中，要體現(xiàn)出設備的綜合性和整體性，強化工藝流程的綜合能力，對煤礦生產(chǎn)設備實施動態(tài)化的管理模式，時刻注意設備的檢查和維護，保證設備的更新速度能夠跟上技術的更新速度，最大程度地促進設備管理監(jiān)督工作的全面發(fā)展。

5 機電一體化技術在煤礦中的應用

機電一體化技術是以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術與機械電子技術結合的現(xiàn)代工業(yè)技術。由于近年來我國的煤炭產(chǎn)量不斷增加，所以，在開采過程中對煤礦開采設備的工作效率、安全性和耐用度等標準越來越高。傳統(tǒng)的煤礦開采方式已經(jīng)無法滿足市場的需求，所以，必須引入先進技術來改善開采方式。而機電一體化技術的不斷進步有效地降低了煤礦開采過程中的難度，有利于提升開采效率、節(jié)約人力資源和保證人員安全。大力發(fā)展機電一體化技術將是煤礦開采業(yè)今后發(fā)展擴大的重要途徑。

5.1 在綜合機械化采煤中的應用

機電一體化技術的應用廣泛，在煤礦開采中的成功案例很多，電牽引采煤機即是其中的成功案例。電牽引采煤機的出色之處在于它優(yōu)秀的動能和牽引特性，克服阻力移動設備顯得極為輕松，而且在采煤機下滑時，能夠通過發(fā)電阻止進一步下滑。電牽引采煤機操作簡單、適應環(huán)境能力較強、工作效率高，再加上我國這類設備研制技術的逐漸成熟，已經(jīng)成為煤礦開采的主力。

5.2 在煤炭裝載中的應用

在實現(xiàn)高效率高產(chǎn)出的生產(chǎn)模式的同時，及時、迅速的煤炭裝載工作也是不能忽視的。應用機電一體化技術，給煤炭裝載節(jié)約了大量的勞動力，提升了整個煤礦的工作效率。

5.3 在煤礦提升中的應用

機電一體化技術在煤礦提升中的應用，需要將井下已開采出的煤炭安全、高效地運輸?shù)降孛妗Ｔ趹脵C電一體化技術進入研制煤礦提升機的實例當中，內(nèi)裝式提升機不僅在保證高性能的同時，簡化了結構，而且充分體現(xiàn)了機電一體化技術在相關設備研制中的重要性。

5.4 在煤炭輸送中的應用

煤礦運輸方式有礦車式和皮帶式兩種。皮帶式運輸是目前機械化煤礦開采的主要運輸方式。帶式運輸之所以能成為大部分煤礦運輸煤炭的主要方式，是因為它能夠保持長距離高效的運輸狀態(tài)，并且應用比如CST可控軟啟動裝置等自動化系統(tǒng)極易實現(xiàn)對皮帶的可控制運輸。

5.5 在煤礦安全監(jiān)控中的應用

在煤礦企業(yè)管理中，煤礦的安全開采是相關管理人員所重點關注的。煤礦機電一體化技術提供的安全監(jiān)控系統(tǒng)，不僅使安全管理人員可以隨時檢查設備，及時發(fā)現(xiàn)問題，而且大大提升了生產(chǎn)人員和安全管理人員的工作積極性。

6 煤礦機電一體化技術的發(fā)展趨勢

隨著我國在科技領域的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)能夠自主研發(fā)制造智能高效的煤礦機電一體化設備，這類設備不僅有體積小、操作簡單、安全程度高等優(yōu)點，而且引入了程序化、信息化等前沿技術。在生產(chǎn)中，不僅減少了施工人員的工作量，并且提高了煤礦的生產(chǎn)效率。但整體發(fā)展上，還有許多待提升的地方：①需要將開發(fā)重心放在核心裝置上；②在煤礦開采的過程中，煤礦一體化開采設備必須保持與計算機等通信設備之間穩(wěn)定、迅速的信息通道，以保證工作人員對開采設備施工進度的實時監(jiān)控；③在研制礦井的監(jiān)控設備時要將微處理器和微機作為基礎，并要廣泛應用計算機技術和專家系統(tǒng)等前端技術；④不能滿足于單純的機器設備開采，智能機器人也要作為煤礦機電一體化技術研究的重點部分。

6.1 智能化

煤礦機電一體化技術發(fā)展的最終方向是智能化，智能化技術的形成和應用是煤礦機電一體化技術發(fā)展的關鍵，一體化技術的整體性依賴計算機的分析環(huán)節(jié)。計算機效率的提高能夠更快地對收集的數(shù)據(jù)進行對比分析，診斷出故障，提高煤礦機電設備的使用效率。

6.2 綠色化

煤礦機電一體化的發(fā)展方向必須要朝著綠色、安全、無害的方向發(fā)展，通過技術手段不斷優(yōu)化生產(chǎn)模式，在關注經(jīng)濟建設的同時，不破壞生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)煤礦企業(yè)的有度、有償、可持續(xù)生產(chǎn)，綠色開發(fā)。

6.3 程序化

在信息化社會的背景下，煤礦產(chǎn)品的程序化是煤礦企業(yè)機電一體化技術發(fā)展的必然。因此，加速我國煤礦產(chǎn)業(yè)的程序化進程，是煤礦機電一體化技術發(fā)展的重點。

6.4 微型化

微電子技術是機電一體化技術的基礎，它可以有效解決煤礦企業(yè)大型生產(chǎn)機械產(chǎn)生的問題，讓煤礦的開采和收集更加高效、便捷、安全，讓煤礦工作更加順利地運轉(zhuǎn)。

7 結束語

煤礦機電一體化技術的應用是一個綜合化、全面化、自動化多種技術不斷融合發(fā)展的過程。要不斷創(chuàng)新，優(yōu)化方法，挖掘全方位人才，這樣才能從整體上提高煤礦開采效率，使機電一體化技術為企業(yè)發(fā)展作出更大的貢獻。