機(jī)電一體化在機(jī)械采煤中的應(yīng)用與發(fā)展

文/馬凱斌

截止2010年，大型煤礦采掘機(jī)械化程度超出95%，中型煤礦機(jī)緊隨其后，達(dá)到了80%以上，小型煤礦機(jī)的半機(jī)械化和機(jī)械化都達(dá)到了40%，這是中國(guó)煤礦發(fā)展的一個(gè)顯著進(jìn)步。但根據(jù)專家預(yù)測(cè)，因煤礦機(jī)械屬于專用機(jī)械，其應(yīng)用環(huán)境相對(duì)惡劣，對(duì)產(chǎn)品自動(dòng)化技術(shù)要求非常苛刻，若想成為煤礦機(jī)械行業(yè)的佼佼者，必須先具備先進(jìn)的技術(shù)。據(jù)權(quán)威報(bào)道，未來(lái)中國(guó)機(jī)械行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)是多元化和差異化的局面。煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在這一階段就顯得極其重要了，它大幅度提高了煤礦機(jī)械的安全性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)性能。但隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，國(guó)家對(duì)于煤礦機(jī)械性能的要求也逐漸提高，電子（微機(jī)）將更加廣泛地運(yùn)用在煤礦機(jī)械上，其結(jié)構(gòu)相比老式機(jī)器更加精密復(fù)雜，維護(hù)也更加權(quán)威。但如何運(yùn)用好其最大效率是目前所要解決的問(wèn)題。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展

1.1 基本概念

機(jī)電一體化別名機(jī)械電子工程學(xué)，是由多種先進(jìn)技術(shù)相互組合而成的一門綜合學(xué)科。自從70年代中期，機(jī)電一體化這一技術(shù)就開始在引用到多種機(jī)械上。80年代，因以微電子技術(shù)為核心，大力發(fā)展了機(jī)械制造技術(shù)，煤礦機(jī)電產(chǎn)品的功效得到了質(zhì)的飛躍，讓煤礦機(jī)械進(jìn)入一個(gè)全盛時(shí)期。

1.2 主要作用

1.2.1 兩全其美，不光生產(chǎn)效率有了顯著地提高，還節(jié)能降耗

PLC控制系統(tǒng)在通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等機(jī)械上的使用，讓其電量節(jié)省了將近30%，而且絲毫沒(méi)影響生產(chǎn)的效率，可謂磨刀不誤砍柴工。

1.2.2 提高了經(jīng)濟(jì)效益

煤礦的開采量決定了煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于加入了機(jī)電一體化的應(yīng)用，煤礦的生產(chǎn)效率明顯提高，從而也大大提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。煤礦行業(yè)的進(jìn)步同時(shí)也離不開煤礦的開采量，而開采量的增加對(duì)這一行業(yè)有了不小的推進(jìn)作用。不光帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，更對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了新能量。

1.2.3 控制了事故發(fā)生率

以往傳統(tǒng)的煤礦業(yè)都是采用人工采煤，這導(dǎo)致了在礦井中，一旦出現(xiàn)意外，隨時(shí)會(huì)威脅到工人們的生命且很難有挽回的余地。但機(jī)電一體化的出現(xiàn)，讓這一行業(yè)對(duì)人工的使用大幅度降低，保證了工人們的人身安全，增加了煤礦開采的安全性，對(duì)企業(yè)乃至社會(huì)都是一個(gè)好消息。

2 煤礦一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 為礦井工作環(huán)境中提供了檢測(cè)系統(tǒng)

機(jī)電一體化最廣泛的一個(gè)運(yùn)用就是監(jiān)控礦井中，煤礦開采的過(guò)程。在發(fā)展煤礦業(yè)的同時(shí)，最重要的就是保證它的開采安全。這個(gè)組織系統(tǒng)有如下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是可是實(shí)時(shí)監(jiān)控煤礦開采的情況，準(zhǔn)確清晰的知道開采程度，二是監(jiān)察設(shè)備系統(tǒng)的使用情況，便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保證了系統(tǒng)和設(shè)備工作的效率，只要哪邊出現(xiàn)故障，它就可以發(fā)出警報(bào)，并能精準(zhǔn)無(wú)誤指出故障部位，管理人員可根據(jù)這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)得到一手消息，并結(jié)合當(dāng)時(shí)情況提出科學(xué)的解決措施。這不但解決了問(wèn)題不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)的弊端，還大大保障了煤礦設(shè)備的正常運(yùn)行，此外大大降低了維修費(fèi)用，降低了設(shè)備檢查工作得難度，延長(zhǎng)了對(duì)設(shè)備的使用期限，確保了煤礦的正常生產(chǎn)量，可謂一舉多得。況且隨著各種有關(guān)煤礦電子設(shè)備的更新，它們變得越來(lái)越智能化。如采用PLC控制，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障診斷和在線監(jiān)控。

2.2 在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

煤礦的生產(chǎn)離不開礦井提升機(jī)，提升機(jī)對(duì)煤礦有著不可或缺的作用。機(jī)電一體化的加入使得礦井提升機(jī)大幅度提升了其自動(dòng)化和機(jī)械化程度，讓煤礦產(chǎn)業(yè)如魚得水。此外，煤礦提升機(jī)還因機(jī)電一體化，使得一些復(fù)雜難懂的程序變得簡(jiǎn)單通俗了，方便相關(guān)人員了解使用，對(duì)提高煤礦開采效率也是十分有利。

2.3 構(gòu)建機(jī)體化綜合管理模式

構(gòu)建綜合管理模式的主要方式就是綜合管理模式。為了實(shí)現(xiàn)自上而下的制度化管理，需要建立各種綜合的機(jī)構(gòu)。在管理的過(guò)程中一定要密切注意整體化管理，全方位實(shí)施綜合效能的管理。另外，要建一條內(nèi)部的綜合化管理渠道，以便應(yīng)對(duì)機(jī)電一體化中出現(xiàn)的各種意料之外的問(wèn)題。在開采煤礦的過(guò)程中應(yīng)以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理為中心，爭(zhēng)取在最大限度上保證管理效果。

2.4 其他應(yīng)用

國(guó)外一些的采礦機(jī)、輸送機(jī)連接采用電子控制的自動(dòng)變速器，傳動(dòng)系的傳動(dòng)比可以隨著外負(fù)荷而自動(dòng)改變功率，這讓電動(dòng)機(jī)功率被充分利用，提高能耗經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)也將操作性簡(jiǎn)單化，加強(qiáng)了設(shè)備的安全性。再者，煤礦機(jī)械若達(dá)到自動(dòng)化或半自動(dòng)化，在很大層面上，減輕了勞動(dòng)者的工作壓力和強(qiáng)度，減少了因?yàn)椴僮髡叩拇中鸟R虎而對(duì)進(jìn)度的影響。此外，它還增強(qiáng)了操作人員的人生安全性。我國(guó)目前也毫不落后，在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上裝配了電子（微電腦）控制，完成了無(wú)人操作，讓機(jī)械能代替人在危險(xiǎn)地帶能夠正常進(jìn)行工作，同時(shí)無(wú)線遙控裝置的配備，使它們可以聽命于遠(yuǎn)程遙控和微電腦編程。其中電子系統(tǒng)在煤礦機(jī)械很重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)就是它的可靠性。煤礦機(jī)械通常于井下使用，易直接被濕氣、石塊、地質(zhì)變化侵蝕，不僅如此，更容易被采煤時(shí)的震動(dòng)和沖擊，還有各種電磁所干擾。惡劣的工作環(huán)境就要求其電子控制系統(tǒng)必須有對(duì)抗這些影響的功能。能不受井下溫度影響，持續(xù)工作；不易老化，抗壓能力強(qiáng)，有較為持久的使用壽命周期；密封效果好，能防潮防水，確保不會(huì)被污染物侵入內(nèi)部；有足夠的抗干擾能力，讓系統(tǒng)能在在不同干擾下正常工作。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化對(duì)發(fā)展煤礦開采這一行業(yè)是功不可沒(méi)的，未來(lái)隨著這項(xiàng)技術(shù)的逐漸成熟，，開采效率會(huì)不斷提高，各煤礦業(yè)會(huì)加大對(duì)其的使用力度。但在對(duì)它的使用過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。所以為了預(yù)防諸如此類的情況，建立機(jī)電一體化技術(shù)的綜合管理模式是不可缺少的。但如果能正確使用并發(fā)展這一技術(shù)，這將為未來(lái)煤礦的開采提供高質(zhì)量高效率的保障，同時(shí)也是為現(xiàn)代化煤礦工業(yè)打下了牢固的地基。