機電一體化技術在機械化采煤中的應用

姚所貴

（山西金地煤焦有限公司赤峪煤礦，山西 呂梁 032100）

煤炭是一種重要的資源，保證對其的安全高效開采對于國家經濟建設具有重要意義。經過多年發展，中國煤礦開采基本上實現了機械化，具體表現為普通機械化采煤技術和綜合機械化采煤技術的大規模應用。機械化采煤最大的特點是在煤礦開采中采用大量的機械設備。

1 應用機電一體化系統優點

應用機電一體化系統的優點主要包括以下方面：其一，有利于對煤礦生產的效率提升。在煤礦生產過程中，將機電一體化技術應用其中，能夠對傳統生產模式改善，同時也能夠對生產工作的穩定展開提供保障作用，促進整體生產效率的提升。傳統人工操作需要花費長時間勞動，工作人員很容易在這一過程中出現疲勞感，從而導致較低的生產效率。將機械設備應用其中，能夠對人工操作過程中存在的不足有效改善，對設備進行定期維修、養護即可保證設備運行的穩定性、安全性，增加企業生產的產量。其二，有利于增強煤礦生產的安全等級。在實際工作過程中對煤礦機電一體化技術有效應用，能夠很好地保證安全的施工環境，進一步保障工作人員的人身安全。煤礦井下有較高的危險程度，且需要人工完成多項工作，加之工作壓力影響，如果長期維持上述現狀，很容易影響工作人員身心健康。在此基礎上，礦井下方存在復雜的環境，隨時都會出現突發事件，如塌陷、水害、爆炸等，借助機電一體化技術，能夠對上述不足有效改善，增強煤礦生產安全等級。其三，有利于增加煤礦企業的經濟效益。在生產中應用機電一體化技術，能夠促進不同環節順利開展的同時，還能夠對煤礦企業的經濟效益增加。借助機電一體化技術，能夠轉變一些人工操作為機械設備操作，提升煤礦生產效率，進一步增加企業的經濟價值，促進企業未來發展的穩定性。因此在煤礦機電設備中對機電一體化系統有效應用，存在諸多方面的優點，在具體工作施工中，工作人員要結合生產實際情況，采取針對性的措施，保證煤礦機電設備運行的穩定性、安全性。

2 機械化采煤概述

機械化采煤顧名思義就是采用機械設備來進行煤炭開采。現在的機械化采煤主要可分為普通機械化采煤和綜合機械化采煤兩種，其使用的支護設備存在很大差別。普通機械化采煤采用單體液壓支柱進行支護，綜合機械化采煤采用液壓支架進行支護。前者基本上未采用機電一體化技術，而后者基本已采用了成熟的機電一體化技術。普通機械化采煤礦井的年產量不超過百萬噸，而綜合機械采煤礦井的年產量可達千萬噸，由此可見機電一體化技術對機械化采煤的效率有著較大的影響。

3 煤礦機電一體化產品在煤炭生產中的應用

3.1 檢測系統

在煤礦開采的過程中，損傷檢測系統占有重要部分，落后的檢測技術容易受多種因素的共同影響，而且損傷檢測的工作效率非常低，存在安全風險，嚴重阻礙煤礦企業的順利發展，安全事故也時常發生。傳統的檢測都是利用目測的方式進行，既浪費很多的生產時間，精確度也不高。如果把機電一體化技術應用到檢測系統中，不受傳統思想的束縛，就可以非常高效的判斷其強度和一些相關的技術指標，可以準確分析出設備的工作狀態和磨損現象，還可以減少檢測的時間，降低工人的工作量，提高檢測設備的準確度，減少安全事故發生的次數，確保煤礦企業的安全生產。

3.2 在支護設施上的應用

支護設施在煤礦生產過程中起著“安保”的作用，它在開掘在煤層巷道，保持巷道暢通、圍巖穩定方面具有深遠意義，可確保生產過程順利進展。隨著煤礦開采強度及范圍的不斷擴增，巷道布置出現了不同的發展方向，我們可以引入技術及示范工程，充分利用機電一體化技術對地質條件復雜、巷道埋深的情況進行妥善處理，更好地配合液壓支架，實現高強度、高剛度、高可靠性、低支護密度的理想化標準，從而能夠進一步展示支護效果，顯著提高巷道掘進速度與工效。

3.3 應用于煤礦運輸提升作業中

煤礦運輸提升作業是煤礦生產過程中十分重要的環節，在作業過程中應用較多的方式為帶式運輸。在該種運輸方式中，運輸機設備與機電一體化技術之間的結合較為容易，且表現出運輸量大、連續性高、運輸距離較長等優勢。在以往的煤礦運輸機中主要應用的是TKD系列交流提升機電控系統，該系統主要由繼電器、接觸器等較為常規的觸點器件進行控制，但面對煤礦生產作業中較為復雜的環境，常常表現出故障率高、穩定性差、控制精度較低等問題，使得煤礦運輸提升作業的安全性受到較大的影響。在此背景之下，對煤礦運輸提升機控制系統進行改造已成為一種必然，也因此出現了基于現代機電一體化技術的全數字變頻控制系統，在該控制系統之中有效融入數字化技術、自動化技術、網絡信息化技術等先進技術，對原有觸點式控制模式進行全面改造，轉變為交流同步電機、可控硅變流、數字調節控制、PLC控制、局域網信息傳輸、運行數據監控診斷為一體的智能化控制模式，使得煤礦運輸提升機的控制精度和運行可靠性都有較大程度的提升。此外，還可將機電一體化技術應用到煤礦開采領域中的其它方面，如：應用到煤礦生產現場的供電系統之中，可有效提升供電系統的穩定性；應用到現場鋼絲繩的損傷檢測中，可有效提升鋼絲繩損傷檢測準確率，當前應用較多的有TCK鋼絲繩損傷定量檢測系統。

3.4 電控系統

提升機是開采煤礦時的關鍵設備，在采煤過程中發揮極其重要的作用，提升機的電控系統可以影響生產效率，一般情況下，電控系統發生嚴重老化現象，會影響煤礦的生產效率。應用機電一體化技術科學合理的設置煤礦的電控系統，并將其應用于采煤工作，再應用電控系統來提高工作效率，可以減少生產過程中的能源消耗。對電控系統的各種模塊進行合成處理時，要根據具體的生產情況來提高提升機的工作狀態，進而提高其工作效率，與此同時，提升機應用機電一體化技術可以有效調節設備的技術參數，而且對其進行安裝非常方便，因此，在開采煤礦過程中進行推廣和應用。

4 結束語

在機械化采煤過程中，非常有必要應用機電一體化技術。機電一體化技術應用的優勢在于提升了機械設備操作的便捷性，增強了設備的安全性及減輕了工人的勞動強度。機電一體化技術在煤礦開采中最為重要的是綜采技術，而綜采技術的核心在于液壓支架的電液控制系統。液壓支架的電液控制系統集計算機技術、通訊技術、控制技術、傳感技術和液壓技術為一體，主要負責液壓支架的移動和支撐頂板，可實現液壓支架的自移，極大地提高了煤炭開采效率。