淺談煤礦機械中機電一體化設計應用

李巖

摘要：隨著現代科學技術的飛速發展，不同學科的交叉滲透推動了工程領域的技術革命。機電一體化技術是微電子技術和信息技術等互相滲透的產物，已廣泛應用于各個領域。機電一體化設計的應用與推廣是煤礦安全生產的重要組成部分。本文首先闡述了機電一體化設計的概念，分析了機電一體化設計在煤礦井下機械中的應用的價值，最后分析了機電一體化設計的未來發展趨勢。

關鍵詞：煤礦機械;機電一體化;設計應用;發展趨勢

前言

隨著現代科學技術的飛速發展，煤礦機械化生產已成為常態。機電一體化設計是機械設備的有機結合。煤礦的主要功能和機電一體化設計是實現煤礦綜合自動化的基礎。為增強我國煤炭生產綜合實力，全面提高煤炭企業效益，實現安全生產目標，為煤炭企業信息化建設提供重要技術支撐。加強機電一體化設計在煤炭生產、開采和運輸中的應用和推廣，具有非常強的現實意義。

1、機電一體化概述

機電一體化又稱機械電子工程學科，是一門跨學科的綜合性高技術，是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合的一門獨立的交叉學科。機電一體化設計在國外機械中得到了廣泛的應用。科學家們將信息技術與機械技術有效地結合起來，為機械制造業注入了新的活力。大大提高挖煤礦機的性能，為機電一體化開辟了一條獨立的科學發展道路。

2、煤礦機電一體化設計的優勢

2.1提高運營效率

機電一體化設計進一步降低了煤礦生產對人力的依賴性，有效解決了人力資源管理的不平衡問題。通過提高產品的精度和智能化，提高煤礦企業的運營效率，從而提高市場競爭力。

2.2提高安全生產水平

煤礦安全一直是人們關注的焦點。提高煤礦安全生產水平是我國煤礦生產技術發展的主要方向。機電一體化設計進一步提高了煤礦生產活動的機械化水平，用機械設備代替人工勞動。同時，技術人員更多地參與遠程控制、監控等技術，確保人身安全。機電一體化設計能夠實時監控和安全隱患檢測，降低煤礦設備運行中的安全隱患。

2.3節能性和環保性更好

機電一體化設計在煤礦機械中的應用，將進一步提高機械設備的性能，降低能耗。更先進的機電一體化掘進機將具有更高的可操作性，減少開采對環境的影響。同時，環境友好型機電一體化設計得到了國家和社會的大力支持。

3、煤礦機械中機電一體化設計應用

3.1機電一體化設計在帶式輸送機中的應用

在我國目前的煤炭生產中，由于開采難度越來越大，對提高開采效率和智能運輸機械提出了更高的要求，這對完善井下運輸系統具有重要意義。帶式輸送機系統一般采用電控核心和交直流變頻器作為輸送機的驅動方式。煤礦逐步實現大容量、高強度的帶式輸送機。微機控制功能逐步豐富，實現了自動保護和快速故障處理，有效解決了皮帶跑偏、打滑等問題。

3.2機電一體化設計在在采煤機中的應用

機電一體化設計與采煤機相關技術的結合，可以提高采煤機的牽引和控制性能，實現采煤機的控制強度，保障采煤機的制動性能良好。煤層傾角越大，制動性能越明顯。實現了機電一體化控制系統的參數控制。機電一體化設計有效地減少了故障，提高了采煤機在惡劣工況下的工作效率，實現了煤礦的綜合監控，大大提高了煤礦的安全可靠性。

3.3機電一體化設計在掘進機中的應用

掘進機是煤礦現代化生產的重要設備，其電力系統較為復雜。礦用防爆壓力開關箱應與液壓系統充分配合，驅動機械掘進設備掘進。基于機電一體化設計的掘進機主要有三個優點：一是顯示性能強，能夠顯示作業狀態和周圍環境信息，供操作人員或管理人員了解和分析。二是防護功能完善，充分保障設備和人員的安全。三是結構相對緊湊，能夠適應地下隧道狹窄的環境，以及機電一體化設計在掘進機中的應用。為了保證電控系統的穩定性，對電機溫度和電流互感器的信號進行接收和分析。傳感器和相關程序將快速識別故障類型并進行有效匹配。

3.4機電一體化設計在礦井安全生產監控系統中的應用

通過礦井生產監控系統的在線監測、自動報警和故障自診斷，完成對發動機、傳動系統和工作設備的在線監測任務，完成對制動系統和液壓系統的在線監測。上世紀80年代初，我國煤礦采用了安全監控系統。礦井監控系統的應用極大地改善了煤礦的工作環境和安全狀況。實踐證明，安全監控系統在煤礦安全生產管理中發揮著重要作用。提高了采煤機的工作效率，簡化了設備的維護和檢查。

4、煤礦機械中機電一體化發展趨勢

隨著科學技術的飛速發展和煤礦企業需求的不斷增加，人們越來越重視機電一體化技術的應用，促進了煤炭機電一體化的快速發展和煤炭企業的經濟發展。煤礦機械中機電一體化設計主要向以下幾個方向發展。

4.1向網絡化方向發展

網絡技術是90年代計算機技術的主要成就。網絡技術的興起和快速發展給科學技術和工業生產帶來了巨大的變化，隨著各種遠程監控技術的飛速發展，遠程控制終端本身就是一種機電一體化產品。

4.2向智能化方向發展

智能化是當代人類社會技術研究的一個重要方向。機電一體化設計在礦山機械中的應用，實際上是一種智能化的升級和優化。機械設備通過對地下空氣和圍巖狀態的監測，及時解決井下開采中的主要安全問題，發現異常及時生成分析報告。如果風險不利于安全生產和質量，系統會發出預警，并采取一定措施規避風險。

4.3向輕量化和微型化方向發展

傳統的采煤機械具有規模大、能耗高的特點。機電一體化設計將簡化各種系統的設置，實現煤炭工業生產活動的輕量化生產，將各種機械與計算機系統集成，降低機械自動化的復雜性。

5、結束語

隨著計算機技術和傳感器技術的發展，機電一體化技術將越來越廣泛地應用于煤礦。機電一體化設計在煤礦機械中的應用，可以大大提高工作效率，降低勞動強度，大大提高煤礦的安全性。因此，必須加強煤礦機電一體化設計基礎研究，加大資金支持力度，推進安全生產、高效綠色煤礦建設。

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