煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用

摘 要：文章通過闡述機電一體化的內涵特征，分析煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發展現狀及煤礦機電一體化應用中存在的主要問題，對煤礦綜合機械化開采下機電一體化的實踐應用展開探討，并為機電一體化應用提出“加大機電一體化設備管理力度”、“優化整體運營模式”、“提高管理人員綜合素質”等建議，旨在為研究如何促進煤炭行業的有序健康發展提供一些思路。

關鍵詞：煤礦；綜合機械化；機電一體化；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.062

0 引言

在煤礦生產開采中，技術創新應用是推動煤炭行業有序健康發展的一大保障。采煤技術是否先進很大程度上影響著全礦井的生產水平。所以，應當盡可能運用可靠先進的采煤技術，進而達成煤礦高效、安全、經濟的生產開采目標。伴隨我國科學技術的不斷發展，煤礦機電自動化在煤礦開采中的應用逐步增多。煤礦綜合機械化開采下機電一體化得到廣泛應用，推動了煤礦企業的高效、安全發展。由此可見，對煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用進行研究，有著十分重要的現實意義。

1 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發展現狀與問題

1.1 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發展現狀

機電一體化及其相關產品在20世紀70年代便在煤炭行業中得到一定推廣應用，不過其應用覆蓋面則相對較小。針對采煤設備機電一體化發展進程，我國曾制定了下述發展目標，即為小型煤礦機械化及半機械化水平超過40%；中型煤礦機械化水平超過80%；大型煤礦開采機械化水平必須超過95%[1]。近年來，我國煤炭行業逐步放緩了發展腳步，進而為大量煤礦發展帶來極大考驗，不乏一些煤礦面臨停產的窘境，造成預期難以有效實現，即便我國煤礦綜合機械化開采下機電一體化已收獲了一定的發展成效，然而與西方發達國家及預期目標依舊存在極大的差距。結合近些年發展情況來說，我國綜合采煤設備已擺脫了完全依賴進口的被動局面，很大一部分已經實現了國產自動化。其中，變頻器電氣核心部位依舊通過國外進口，由此表明，即便實現了部分自主國產化，然而核心技術還有待進一步提高發展。

1.2 煤礦機電一體化應用中存在的主要問題

現階段，煤礦機電一體化應用依舊存在諸多問題，且主要表現為： （1）煤礦生產設備陳舊、老化。在一個全面的煤礦機電一體化運作系統中，對機械設備要求尤為嚴苛，運用的工藝技術也必須較為先進。因而，要達成煤礦機電一體化操作，陳舊、老化的煤礦生產設備必須要更換成新的設備。然而，對于現階段大部分煤礦企業而言，大多數設備難以與技術保持同步更新，進而對機電一體化管理造成不利影響。（2）管理人員專業素質偏低。在煤礦機電一體化應用過程中，管理人員專業素質至關重要，倘若管理操作不當，機電一體化設備便難以有效發揮自身作用，進而難以達到預期目標。

2 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的實踐應用與建議

2.1 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的實踐應用

（1）機電一體化在采煤機中的應用。近來年，隨著采煤機的逐步發展成熟，使煤礦開采效率實現明顯提升，機電一體化有助于延長機械設備的使用周期，降低煤礦開采升本，如果沒有出現異常狀況，在實踐應用中，通常可保持有序運行狀態。通過對機電一體化的有效應用，可實現對機械設備的實時動態檢測，一旦發生有異常狀況，可及時提示管理人員對機械設備存在的異常狀況進行檢測處理。機電一體化可解除傳統煤礦開采的束縛，通過結合煤礦開采實情，實現對地理方位相對偏僻、環境較為惡劣等煤礦的有效開采[2]。機電一體化的廣泛推廣，在煤礦開采中擁有一系列成功案例，電牽引采煤機便是其中之一。電牽引采煤機具備出色的動能及牽引特性，可實現對阻力移動設備的有效克服，并且在采煤機下滑過程中，可依托發電實現對其下滑的有效阻止。電牽引采煤機操作便捷、適應性強、工作效率高，在憑借我國此類機械設備研發技術的發展完善，近年來在我國煤礦開采中得到廣泛推廣。現階段，我國較為先進的電牽引采煤機分別有山東能源機械集團研發的MG150/345-WOK電牽引采煤機、太原礦山機器集團研發的 MGTY307/10-1.1D 電牽引采煤機等，此類采煤機現階段均可實現超過1.8m的薄煤層開采，并且還可實現煤層傾角不足25°的綜合機械化開采工作。

（2）機電一體化在礦井生產檢測及監控系統中的應用。機電一體化在煤礦生產開采中可實現在線監測、故障診斷、自動報警等諸多功能。煤礦生產開采的在線監測指的是對機械設備電動機、工作裝置、液壓系統、制動系統等的運行狀態進行有效監測。故障診斷、自動報警指的是機械設備在引發異常故障時可實現自我診斷，并傳輸警示信號，對引發異常故障的部位予以明確指出，使管理人員可迅速找到異常故障發生位置，極大水平的簡化對應的檢修維護工作，縮減維修人力、物力投入，并延長機械設備的使用壽命。接下來的發展即為進一步強化采煤機上的變頻器，依托PLC控制系統開展控制，確保在線監測、故障診斷、自動報警等功能的同步運行，進而有效提升煤礦生產開采的質量、效率[4]。

（3）機電一體化在其他煤礦裝置中的應用。近年來，液壓支架不斷向電液控制方向發展，依托將信息技術與液壓控制充分相融，獲取定壓雙向鄰架或者成組自動移架，防止對支架、頂板造成沖擊載荷。例如，我國神華集團大柳塔礦選取由國外引入的電液控制支架，移動速度為6～8s/架，最快移架速度為3s/架。電液控制裝置還可用于對支架運行情況進行檢測。煤礦供電特征決定了供電要可靠，質量要高，要滿足大功率設備等要求。所以應當廣泛應用節能型產品。高壓開關柜選用維護量小，使用周期長的真空開關。借助集中補償與就地補償有效相融的方式提升功率因數，縮減供電系統無功電流，縮減無功功率損耗。現階段，高、低開關柜廣泛應用“微機保護”，具備網絡功能，可實現遠程遙測、遙控等。

2.2 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用建議

（1）加大機電一體化設備管理力度。為了確保機電一體化的科學合理應用，縮減失效出現的頻率，就務必要加大對相關設備的管理力度，建立科學完備的設備管理制度。首先，結合礦區實際情況及機械設備實際特征，選擇科學適用的煤礦機械設備及配套的機電系統。與此同時，礦區管理人員應當開展好對機械設備的維護管理工作，勘查并做好日常記錄，進而保證機械設備的有序運行。其次，要保證機械設備的科學合理應用，有效減少機械設備的磨損，保證正常的使用性能，延長其使用壽命。

（2）優化整體運營模式。煤礦機電一體化應當注重對新技術的有效引入，推進現有技術與新技術的有機融合，進而使全面系統功效得以充分彰顯。就好比，在開展皮帶運輸過程中，應當結合機械設備綜合性處理結果，對運行軸承溫度予以實時監測，進而確保運輸系統的有序運行，并使系統的信息化處理功能得到有效發揮。所以，在機電一體化應用過程中，應當推進對計算機技術的優化創新，有效發揮其自動化處理能力，依托綜合管理，增強機電一體化整體性能。

（3）提高管理人員綜合素質。在煤礦生產開采中通常會涉及到諸多機械設備，在全面工作中倘若某一環節出現差錯便極可能造成極為嚴重的后果，再加上煤礦開采環節往往較為惡劣，要想實現安全生產存在不小的難度，所以務必要配備綜合素質高的機電一體化專業人員及管理人員。然而，現階段大多數煤礦企業在該方面依舊存在專業人才不足的問題。鑒于此，務必要加強機電一體化專業人員及管理人員的技術培訓，并注重對專業技術人才的引進，推動機電一體化的有序更新，為煤礦生產開采安全有序開展提供可靠人才保障。

3 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發展趨勢

煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發展趨勢主要表現在以下幾個方面：一是網絡化，計算機技術與互聯網技術的進一步加大了綜合機械化開采中機電一體化的技術含量。煤礦企業要進一步強化機電一體化的網絡化聯系。基于網絡的遠程監控技術、遠程操作技術的煤礦機械化應用將愈來愈頻繁。二是生態化，在生態環境形勢日益嚴峻的背景下煤炭開采生態綠色化已經成為了主流。煤炭開采作為高污染、高耗能的行業亟待朝向生態化發展。綜合機械化開采下的機電一體化模式要進一步實現煤礦企業的綠色生產。

4 結束語

總而言之，機電一體化對煤礦綜合機械化開采而言是尤為關鍵的，隨著該項技術的不斷推廣，煤礦開采效率不斷提高，并使煤礦開采危險系數得到顯著降低。不過，機電一體化實踐應用中依舊存在一系列問題。因而，煤礦企業相關人員務必要不斷鉆研研究、總結經驗，提高對機電一體化內涵特征的有效認識，加強對煤礦機電一體化應用中存在主要問題的深入分析，確保對機電一體化的科學合理應用，積極促進煤炭行業的有序健康發展。

參考文獻：

[1]潘慶臣.綜合機械化和機電一體化在煤礦開采中的應用[J].四川建材，2013，06（05）：174-175.

[2]王宗祥.煤礦生產中機電一體化技術應用現狀探討[J].新商務周刊，2017，06（13）：162-163.

作者簡介：張遜（1980-），男，江蘇泰州人，碩士，講師，研究方向：高校學生思想政治教育、機電一體化、金屬材料學。