淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

崔建磊，張超

（兗礦東華重工煤機裝備制造分公司，山東 濟寧 273500）

機電一體化技術不是單一的技術形式，它是由計算機技術、自動化技術、電子信息技術和機械技術共同組成的一門綜合技術形式，這些技術在近幾年逐漸地成熟和發展，讓微型技術取得了較大的突破，這些微型處理技術也提高了機電一體化技術在煤炭機械中的應用，不斷有效地提高了煤礦機械的運行效能，還有效地提升了機械的安全性和工作性能，使煤礦機械設備發生了質的飛躍，從而也推進了煤礦企業向智能化方向不斷地發展。

1 機電一體化技術在煤礦機械設備中的重要作用

近年來，隨著機械水平的發展和提高，煤礦行業的發展也獲得了極大的動力，從某個角度講，機電一體化技術的水平直接影響著煤礦企業的發展，近年來，煤礦企業也增強了對煤礦機械設備的升級和維護，這讓煤礦企業的機電設備的使用壽命有所延長，同時，也使機電設備的性能得以充分發揮。

眾所周知，煤礦開采作業的環境都很惡劣，都是在復雜的地下進行的，導致煤礦機械設備長期處在這樣的環境中進行運作，地下的空氣、溫度、濕度等因素對電氣設備有很嚴重的影響，可能會讓煤礦機電設備出現各種各樣的安全隱患，而機電一體化技術可以弱化環境對煤礦機械設備的影響，解放人手，通過機電一體化技術在煤礦設備的應用不斷發展和進步，不但讓煤礦企業的勞動安全得到了很好的保障，還減輕了煤礦工人的工作量，同時還降低了礦井下的安全事故發生率，有效保障了煤礦工人的生命安全。對于那些應用了機電一體化技術的煤礦機械設備，其工作效率比傳統煤礦機械設備有非常明顯的改善，讓煤礦的生產質量和效率得到了非常大的提高，尤其是應用了自動化控制技術和計算機處理技術的煤礦機電設備，無論是工作性能還是運行效率都得到了很大的提升，這讓煤炭企業的產量得到了有效的提升，讓企業獲取了極大的經濟效益，同時使煤礦工人的勞動所得也有所增加，改善了他們的生活，煤礦行業的發展，也極大的促進了附屬行業和能源行業的發展，對周邊區域的市場經濟影響也較大。

2 機電一體化技術在煤礦機械中的應用

2.1 在煤礦掘進機控制系統中的應用

煤礦掘進機是近年普遍應用在煤礦作業中的一種機械設備，掘進機主要是依靠PLC（可編程控制器）技術進行控制的，可以對電路和元器件以及油泵進行有效的監控和保護。其內部的電氣系統是隔爆型的照明燈、安全型的操作箱以及煤礦專用的隔爆兼本質安全型開關箱等元器件共同組成。這樣結構的電氣控制系統設計理念還是比較超前的，也讓整個電氣系統的安裝變得更加的簡便。

新型的煤礦掘進機的控制系統具備故障記憶功能，能夠有效地控制主控制器，并對其起到有效的保護作用，還可以將掘進機的實際工作電壓和運行數據通過隔爆兼本質安全型開關箱顯示儀表和操作箱的液晶屏顯示出來，就連故障信息也能夠被很好地顯示出來，因為在操作箱和開關箱之間采用的是動力載波技術。當PLC技術對回路進行控制時，主要是通訊器來操控操作箱對信號的收集進行控制，同時通過程序來控制繼電器的輸出，實現電機的開關控制，利用機電一體化技術讓掘進機的控制系統對機械設備的漏電檢測和電流互感器都實現了自動化控制，結合PLC技術對整個電氣控制系統實現了良好的保障。

2.2 在煤礦生產監控系統中的應用

煤礦開采和生產最需要重視的就是安全問題，而機電一體化技術在煤礦生產監控系統中的應用，有效地解決了傳統安全生產監測工作中出現的問題，極大減少了煤礦生產過程中出現的安全隱患。有效地保障了煤礦工人的人身安全，降低了事故發生的概率，是現代煤礦生產中的一個重要里程碑，我國是從20世紀90年代初，機電一體技術才開始逐漸地被應用在煤礦的機械設備中，研究和發展的時間較發達國家來說相當短，而監控系統則是進入新世紀后才開始研發和應用的，雖然發展時間較短，但是隨著我國科學技術的發展，以及煤礦企業對安全生產的重視，加大了對煤礦安全生產監測和監控系統的研究和開發，隨著機電一體化技術的成熟和發展，我國煤炭監控系統的水平得到了很好的提升，逐漸靠近國際先進水平。

2.3 在煤礦采煤機中的應用

煤礦采煤機是煤礦生產作業中最重要的機械設備，它的生產運行效率直接關乎著煤礦的產量和企業的經濟效益，將機電一體化技術應用在煤礦采煤機中，衍生出來的電牽引采煤機，無論是在生產效率上還是在機械性能上，都比傳統的煤礦采煤機提升了許多。電牽引采煤機采用的是電控制操作，在給采煤機提供牽引力時有效地突破了采煤機因為移動而產生的阻力，這種方式相比傳統的液壓牽引采煤機要先進的多，一點電牽引采煤機發生下滑現象，電制動就會馬上啟動，并將多余的電能回歸到電網中。在煤礦作業過程中，隨著開采的深度越來越深，煤層的傾斜角就會發生相應的變化，逐漸向50度角發展，應對這樣的情況就需要采煤機的制動性能非常強，而應用了機電一體化技術的牽引電動機在軸端就有較好的控制裝置，有效阻止了采煤機在實際工作中出現下滑現象。現階段，我國很多自主研發設計的采煤機，都可以很好的融合機電一體化技術，以后，隨著機電一體化技術的深入研究，會生產更多更高效的煤礦機電設備。

2.4 在皮帶輸送機中的應用

在煤礦開采作業中，還有一種最常用的機械設備，那就是輸送機，皮帶輸送機因為其運輸能力強、工作效率良好及長距離持續性運輸的特點，被廣泛應用在煤礦開采作業中，皮帶輸送機的這些性能和優點對煤礦企業來說非常重要，是煤礦企業產業鏈中滿足生產運輸需求的重要組成機械設備，在皮帶輸送機中應用機電一體化技術，不僅讓這種機械設備的性能和優點更加的凸顯，還提高了皮帶輸送機的穩定性和高效性。

現階段，我國煤礦開采中常用的就是這種機電液一體化的CST可控軟件啟動形式的皮帶輸送機，CST可控軟件可以對皮帶輸送機的驅動裝置進行有效的控制，使其能夠平穩地運行，從而保障了煤炭資源長距離平穩地輸送到指定地點。雖然我國的機電一體化皮帶輸送機還存在很多技術問題，在一定程度上還對輸送長度及能力有一定的限制，在啟動和監控以及控制等方面還存在著一些技術缺陷，這些導致輸送機的驅動點設置過多，相信這些問題通過機電一體化急速的成熟和發展可以得到很好的解決，并讓機電一體化技術在皮帶輸送機中有更加良好的改進和應用。

3 機電一體化技術在煤礦機械中的應用發展分析

目前，隨著計算機技術和互聯網技術的高速發展和普及，讓人們實現了遠程交流，在煤礦企業中，利用這種遠程交互技術，讓中控人員實現了在陸地對礦井下作業進行遠程控制和監測，這種現代化的監控方式對煤礦現場安全作業有效開展以及各生產流程的順利進行具有非常重要的意義。未來，機電一體化技術會向細微化方向發展，會更加的便捷化、高效化、平穩化。這些都會給煤炭企業的發展注入強大的發展動力，這些機電一體化機械設備的操作和控制都會變得越來越簡單，并且機械設備的體積也會集中化，占用的空間會更少，對環境的要求也會越來越隨意，對操作人員來說，更容易操作。與此同時，也會讓煤礦開采工作實現全自動化控制，無須人員下井進行操作，大大降低了生產事故的發生。因此，在一定程度上提高了生命安全性和突發事故的應激性，并增強了自我保護措施。這種更加精細化的機電一體化技術發展和煤炭機械設備的融合，為煤炭企業的穩定發展提供了更加可靠的保障。

4 結語

通過機電一體化技術在煤礦機械設備中應用的不斷深化，讓煤礦機電設備向自動化、信息好、智能化方向穩步的發展，在增強煤礦機械設備的生產效率的同時，還讓機械的性能得到了穩定的提升和發揮，不但提升了煤炭企業的經濟效益，還提升了礦工的收入，改善了他們的生活，另外，還保障了礦工的人身安全。