機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的運用探析

宋文杰

（華能扎賚諾爾煤業(yè)有限公司靈露煤礦， 內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

0 前言

在社會科技水平的持續(xù)提升中， 煤礦企業(yè)對于機(jī)械的各種性能標(biāo)準(zhǔn)和要求也在不斷提高。 當(dāng)在化工機(jī)械中融入自動化技術(shù)以后， 煤礦生產(chǎn)質(zhì)量就會直接受到自動化技術(shù)優(yōu)劣的影響， 進(jìn)而對于整個企業(yè)的發(fā)展前景產(chǎn)生影響。 機(jī)電一體化以整合電子信息技術(shù)、控制技術(shù)為主，具有諸多優(yōu)勢。 另外，因為煤礦機(jī)械耐用性較強(qiáng)，并且容易操作與控制， 如電子控制裝置就能夠讓煤礦企業(yè)在生產(chǎn)工作中獲得諸多便利和優(yōu)勢。 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使得自動化技術(shù)逐漸融入到煤礦生產(chǎn)之中， 作為相關(guān)人員要持續(xù)深入學(xué)習(xí)專業(yè)化的知識和理論， 在自動化機(jī)械的操作中掌握維修技術(shù)、管理方法，積累工作經(jīng)驗，保證出現(xiàn)各種問題時都能及時有效地解決，構(gòu)建高效工作模式，進(jìn)而創(chuàng)造更多效益。

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

針對機(jī)電一體化技術(shù)的使用，見圖1，以主菜單為基礎(chǔ)，在智能技術(shù)和微電子技術(shù)的相互配合之中讓技術(shù)控制能力更強(qiáng)，同時構(gòu)建優(yōu)越的技術(shù)應(yīng)用環(huán)境。 但是就目前的實際情況來看，一些簡單問題的發(fā)生往往會對機(jī)電一體化建設(shè)產(chǎn)生影響。 在經(jīng)過幾代科研人員的努力之后， 取得了機(jī)電一體化技術(shù)研究的突破性進(jìn)展，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)化與智能化水平，應(yīng)用于煤礦企業(yè)生產(chǎn)實踐可以更顯著地提高煤礦機(jī)械生產(chǎn)效率，并為作業(yè)人員提供可靠的人身安全保障[1]。 機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)造見圖2 所示。

圖1 機(jī)電一體化技術(shù)

圖2 機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖

2 機(jī)電一體化技術(shù)的運用效果及意義

在煤礦設(shè)備的管理中， 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用相比理想狀態(tài)存在一定的差距， 這就要求在今后的研究與運用之中能夠不斷完善技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)，以此推動煤礦工業(yè)的發(fā)展。

2.1 提高勞動效率

在煤礦設(shè)備之中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠帶動勞動效率的提升，減少勞動者的實際勞動量，相比傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)模式，采礦作業(yè)模式也得到了進(jìn)一步的改善，這樣可以提升實際的勞動生產(chǎn)率。

2.2 帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在煤礦設(shè)備之中， 機(jī)電一體化技術(shù)的運用在保障提升煤礦產(chǎn)量的同時可以促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升， 進(jìn)而提供必要的可持續(xù)發(fā)展保障條件， 帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。 這仿佛是一條產(chǎn)業(yè)鏈，當(dāng)一條鏈快速發(fā)展的時候，就會帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展， 提升人們的收入水平和生活水平[2]。

2.3 提升安全保障能力

相對于其他行業(yè)而言，煤礦行業(yè)存在更多安全隱患，因為煤礦作業(yè)環(huán)境相對復(fù)雜，人員發(fā)生危險的概率更大，對于機(jī)械工作的要求就會更加嚴(yán)格。 在煤礦各個環(huán)節(jié)設(shè)備之中加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的運用， 能夠為安全添上一把鎖，更有效地保障工作人員的生命安全，促進(jìn)煤礦的正常生產(chǎn)， 并且通過現(xiàn)代化技術(shù)的使用滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與操控要求，提升煤礦生產(chǎn)的安全指數(shù)。

3 煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的實際運用分析

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械之中的具體運用主要包含了如下幾種機(jī)械。

3.1 掘進(jìn)機(jī)

在現(xiàn)代化的煤礦生產(chǎn)中， 掘進(jìn)機(jī)作為主要的設(shè)備之一，有著較為復(fù)雜的電氣系統(tǒng)，包含了安全操作箱、隔爆照明燈等。 針對電氣系統(tǒng)，可以充分配合液壓系統(tǒng)，驅(qū)動掘進(jìn)機(jī)機(jī)械設(shè)備開展一系列的掘進(jìn)作業(yè)； 在控制系統(tǒng)之中，主要是實現(xiàn)對于主控制器的操控，并且針對故障信息做詳細(xì)的記錄，這可以保證掘進(jìn)作業(yè)的順利進(jìn)行[3]。

針對機(jī)電一體化掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)示意圖見圖3。 圍繞機(jī)電一體化技術(shù)的掘進(jìn)機(jī)有很多優(yōu)點， 主要包括：第一，保護(hù)功能非常完善，能夠保障設(shè)備與工人的安全性；第二，擁有強(qiáng)大顯示功能，利用高清顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)對于設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)、系統(tǒng)運行狀態(tài)、周邊環(huán)境條件等信息的細(xì)致顯示，以便管理人員和操作人員有充分的認(rèn)識和了解；第三，擁有相對緊湊的結(jié)構(gòu)，可以滿足井下狹小空間的掘進(jìn)環(huán)境作業(yè)要求。

圖3 機(jī)電一體化掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)示意

將機(jī)電一體化技術(shù)運用于掘進(jìn)機(jī)， 首先能夠通過RS485 通訊獲得控制操作箱的信號， 再根據(jù)對應(yīng)程序自動控制繼電器。同時，需要接收并合理分析電流互感器的信號和電機(jī)溫度等， 依托自動化控制系統(tǒng)為系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。只要掘進(jìn)機(jī)發(fā)生任何故障問題，傳感器和對應(yīng)的程序就會快速判斷故障類別， 從而采取針對性的處理措施，分析故障原因與信息。

3.2 提升機(jī)

在煤礦開采之中會使用到諸多機(jī)械設(shè)備， 礦井提升機(jī)作為重要設(shè)備之一， 屬于一種體積相對偏大的提升機(jī)械， 對于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用有助于通過上下升降滿足輸送煤炭的工作需求。 傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)的實際提升量偏小，并且安全性能較低，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備智能化程度的不斷提高，目前的礦井提升機(jī)之中就逐漸開始運用自動化技術(shù)和電子信息技術(shù)， 同時搭配使用了各種科學(xué)機(jī)械技術(shù)， 為運輸工作帶來了良好的便利條件[4]。

傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)模式之中所使用的提升機(jī)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，而且很容易出現(xiàn)問題，現(xiàn)階段所使用的礦井提升機(jī)結(jié)構(gòu)簡單易懂， 在出現(xiàn)問題時能夠迅速找到發(fā)生問題的原因，并且及時有效地解決問題，提升的重量也更大，運行速度更快，可以極大限度保障安全，為煤礦企業(yè)帶來可靠的保障條件。 礦井提升機(jī)也劃分了諸多種類，如摩擦式、纏繞式等， 針對不同類型的提升機(jī)在對應(yīng)深度礦井之中的應(yīng)用需要結(jié)合礦井的年產(chǎn)量做出合理選擇， 杜絕出現(xiàn)浪費問題。

3.3 采煤機(jī)

在煤礦機(jī)械化生產(chǎn)之中， 采煤機(jī)也是不可缺少的關(guān)鍵性設(shè)備，其實際銷量也掛鉤企業(yè)的基本效益。 目前，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采煤機(jī)設(shè)備中的運用以電引采煤機(jī)最為常見，相對于傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)的生產(chǎn)效率更高，還能保障采煤過程的穩(wěn)定性。

如圖4 所展示的某煤礦企業(yè)是采用的電牽引采煤機(jī)， 針對區(qū)域內(nèi)開采深度越來越大的情況，由于每一層的傾斜度偏高，所以采煤機(jī)面臨著更高的制動性能要求。基于機(jī)電一體化技術(shù)，可以為電引采煤機(jī)配備良好停電設(shè)備， 在采煤過程中有效規(guī)避設(shè)備下滑的現(xiàn)象。

圖4 電牽引采煤機(jī)結(jié)構(gòu)示意

3.4 安全管理系統(tǒng)

除開上述各種機(jī)械設(shè)備之外， 在煤礦機(jī)械之中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)時還需要重點考慮到各種設(shè)備與系統(tǒng)安全性的提升。具體而言，使用機(jī)電一體化技術(shù)能夠精確控制機(jī)械設(shè)備，并且實時監(jiān)督機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)和周邊環(huán)境，通過利用精準(zhǔn)電氣控制確保機(jī)械設(shè)備維持安全的、 穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且合理預(yù)判各種安全威脅和故障隱患，及時消除故障，規(guī)避風(fēng)險。例如輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要機(jī)械設(shè)備之一，一旦長時間使用，難免會受到地下不穩(wěn)定的環(huán)境因素和地下高濕度狀況的影響， 對機(jī)電一體化技術(shù)的合理使用就能很好地規(guī)避這一系列的問題， 保障整個運行環(huán)節(jié)的安全性[5]。

4 結(jié)束語

在煤礦企業(yè)的實際生產(chǎn)和發(fā)展之中，機(jī)電一體化技術(shù)的運用在一定程度上代表著礦山機(jī)械生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入交直流全數(shù)字化的時代。 機(jī)電一體化技術(shù)的使用能夠?qū)⑼ㄐ拧⒆詣涌刂啤?電力電子等各種技術(shù)手段完美結(jié)合起來，促進(jìn)各種機(jī)械設(shè)備的協(xié)調(diào)與配合，并且結(jié)構(gòu)很簡單， 可以促成煤礦機(jī)械生產(chǎn)效率的全面提升。 因此，希望通過本文的研究，能夠?qū)C(jī)電一體化技術(shù)有整體性的認(rèn)識和了解， 最終推動機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備之中的廣泛深入運用。