現代煤礦生產中的機電一體化主要技術探究

毋曉軍

（陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司，陜西榆林 719300）

0 引言

在目前我國經濟飛速發展的形勢下，社會對煤炭資源的需求量也在持續增加，增加了煤礦企業的生產壓力。由于煤炭資源不可再生，在目前加大煤礦開采規模來提升開采量的同時，需要不斷提升煤炭開采效率并減少資源浪費與損耗。結合目前不斷提升的煤礦機電技術，通過機電設備一體化技術的應用和改進，減少煤礦生產中的人力投入，同時提升煤炭開采效率和人員安全性。

1 煤礦機電一體化技術意義

1.1 提升煤礦生產工作效率

我國有著悠久的煤炭行業發展歷史，傳統的煤礦生產主要采用人工作業方式，目前煤礦生產工作面作業環境更加復雜，傳統作業方式的勞動強度較大，難以滿足現代化工業生產對煤炭開采量和作業效率的要求。將現代機電一體化技術應用于煤礦生產中，在改變傳統生產作業方式的同時，通過先進的煤礦機電設備代替傳統的人工作業方式，確保了煤礦生產的連續性和穩定性，推動新型機電設備的快速發展和廣泛應用。在新技術的發展和廣泛應用中，也大幅度降低了人工勞動強度，提升了作業效率和開采作業速度。

1.2 提升煤礦生產的安全性

針對目前規模不斷擴大的煤礦井下生產作業，在煤礦開采深度不斷加深的同時，增加了作業環境的復雜程度和危險系數。廣泛應用機電一體化技術減輕了人工勞動強度，減少了惡劣作業環境中作業人員的工作時間，提升了煤礦生產的安全系數。尤其在煤礦井下生產中的運輸、提升、裝載等具有較高危險性的生產環節中，應用機電設備來代替人工作業方式，從繁重和重復勞動中解放作業人員，有利于提升煤礦生產的安全性和穩定性。

1.3 提升煤礦生產經濟效益

在煤礦生產中應用機電一體化技術，可以提升工作效率，增加煤礦產量，增加煤礦企業的收益，同步提升煤礦生產作業人員的收入。也會增加在煤礦生產方面的資金投入，改善作業環境，進而形成良性的作業循環，快速提升煤礦企業整體勞動效益和社會效益。

2 煤礦機電一體化技術現狀分析

煤礦開采生產作業屬于高危作業類型，應用機電一體化技術可以盡量減少人工作業量，降低煤炭開采風險。由于煤礦機電一體化生產技術結合了機械技術、計算機信息技術、自動控制技術等先進技術于一體，通過對煤礦生產中各個開采流程的自動化控制，提升煤礦生產能力，也推進煤礦生產技術的變革。此技術是1970 年代引入我國的，應用于綜合性機械化采煤工作面的設計。在近年來的發展中，此技術不僅在煤礦生產各個環節中廣泛應用，同時也提升了煤礦生產的穩定性與安全性。我國不斷擴大煤礦生產規模、廣泛應用機電一體化技術的過程中，也表現出此技術應用方面與國外發達國家間的差距。要對此技術應用的意義進行研究和明確，加強總結應用經驗，確保一體化技術形式滿足我國經濟發展對煤炭資源的需求，推動我國煤炭行業的可持續發展。

3 煤礦生產機電一體化技術應用策略

3.1 在采煤機械設備中的應用

在我國悠久的煤礦生產歷史中，使用時間較長的傳統開采設備，往往體積、重量較大影響了靈活性，而煤炭開采效率和質量較低，操作又復雜。隨著煤礦生產機電一體化技術的發展和先進機電設備的應用，煤炭開采質量明顯提升。采煤機械設備中應用機電一體化技術，在確保生產安全的同時，表現出比傳統設備更高的生產效能，如電牽引采煤機展現出比傳統液壓型牽引采煤機更高的生產效能和整體牽引特性，同時也表現出更為靈活的操作優勢。在此技術的應用下，在保證采煤設備應用中具有足夠牽引動力來提升開采速度的同時，還可以結合其具體運行情況，如在下滑時通過自動發電來提升制動效果，便于其在具有較大傾角煤層開采作業中應用。同時，在此類煤層中開展煤礦生產，表現出可以確保生產安全、提升開采速度與效率等優勢，此類型設備在運行中具有更穩定的性能。

傳統的采煤設備在運行中，表現出危險系數較高和精準控制難度較大等問題，需要配置防滑裝置來確保其安全生產，使電牽引采煤機則可以在傾角為40°～50°的煤層范圍內安全生產。基于機電一體化技術的新型采煤設備在煤礦生產中的應用，不僅提升其開采生產能力，而且表現出更高的安全性和較長的使用壽命等優勢。同時在實際應用中，還表現出在出現故障后便于檢修和維護的特點，靈敏性和動態特性都比較良好。此類設備的外形和整體結構設計也比較簡單、輕便，操作較靈活，一次供電之后保證對機械能的完全轉化，在滿足設計標準需求的同時，明顯優于傳統牽引采煤機的轉換效率，可以達到或接近100%的轉換效率，表現出優良的性能。

3.2 在提升機械設備上的應用

提升機是煤礦生產中的常用設備，主要作用是將煤礦井下開采的煤炭資源向地面輸送，保證煤礦井下擁有足夠的作業空間。傳統提升技術存在較大危險性和較低提升效果的現狀，通過先進機電一體化技術在提升設備中的應用，推動現代煤礦提升設備的技術創新，同時也提升其性能。機電一體化技術的應用可以實現提升機的自動化運行和全數字智能控制，如在目前煤礦生產中應用比較廣泛的內裝式提升機，其結合驅動和滾筒的方式，對傳統機械設備結構進行改進和優化，表現出應用比較廣泛、性能比較穩定的優點。經過上述改進也簡化了設備結構，使其操作更加便捷，通過此技術中更為先進的計算機、自動控制和電力電子信息技術的應用，提升了工作性能、安全性能和設備可靠性。應用了總線方式來對電器安裝進行升級和優化，在簡化相關配件結構的同時提升其兼容性，在及時更新相關技術來提升設備先進性的同時，提升煤炭企業開采生產效益。

3.3 在輸送機械設備中的應用

面對目前煤礦開采量不斷增加的現狀，傳統的輸送方式已經無法滿足煤炭資源的輸送要求。為了在確保煤炭輸送安全和穩定的同時，滿足日益增加的煤炭輸送量要求，就需要改造傳統的輸送設備和技術來提升輸送效率。輸送機械設備作為現代煤礦生產中的關鍵設備，其中應用的帶式輸送設備，以結構較為簡單、操作維護比較方便、可以長距離和連續、大量、穩定生產來滿足快速、高效的煤炭生產要求。將機電一體化技術與帶式輸送機進行結合，表現出良好的自動化能力，可以保證長距離輸送的穩定性與安全性，同時也將機、電、液一體的CST（Controlled Start Trans-Mission，可控啟動傳輸裝置）應用于輸送機械設備和各個輸送環節中，顯著提升此輸送設備的性能穩定性。但是，在上述技術和輸送設備的應用中，容易因技術壁壘限制其仍然采用單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅動方式。在目前的設備一體化過程中，也表現出監控設備的應用不足，或者所用監控設備儀器的靈敏性和可靠性不足，需要針對上述技術壁壘加大研究和創新，開發、應用性能更為優良的輸送設備。

3.4 在礦井安全生產監測監控系統中的應用

在煤礦生產中，做好流程監控工作保障礦井安全生產，通過機電一體化技術在監測監控系統中的應用來保證生產安全。同時也應用此技術來不斷創新監測監控系統，通過計算機來監測控制煤炭生產各個流程，實現對各個生產環節的全面監控和把握，及時發現其中的問題并快速排除，保證煤礦生產的連續性和穩定性，此外也實現煤礦生產管理效率的提升。

4 結語

隨著煤礦生產規模的擴大和各項科學技術的發展，不斷有新技術應用于煤礦生產機電設備中，推動煤礦企業的現代化發展。尤其是機電一體化技術在煤礦采煤設備、提升設備、輸送設備和安全監測監控系統中的應用，在實現全流程自動化運行和控制的同時，提升了煤礦生產效率，也通過智能控制和管理來提升煤礦生產質量和安全性，保障煤炭行業的可持續健康發展。