機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用研究

◎王澤

引言：

機(jī)電一體化技術(shù)可在自動控制、遠(yuǎn)程信息處理、檢測傳感、機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)集成的控制支持下進(jìn)行煤礦生產(chǎn)作業(yè)，所以機(jī)電一體化技術(shù)可在安全、科學(xué)的操作控制下進(jìn)行他規(guī)范化作業(yè)，以期提升整體運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由此可見，工作人員應(yīng)當(dāng)不斷總結(jié)、不斷創(chuàng)新機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用要求，根據(jù)技術(shù)投入、機(jī)械操作要求確立穩(wěn)定的操作模式，進(jìn)而提升煤礦生產(chǎn)的綜合效益。

一、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用價值

機(jī)械設(shè)備技術(shù)的不斷完善，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是機(jī)電一體化技術(shù)的有效投入可以全面提升煤礦的現(xiàn)場作業(yè)效率，并降低傳統(tǒng)人力作業(yè)的安全隱患問題。由此可見，工作人員應(yīng)當(dāng)重視煤礦機(jī)械設(shè)備的使用、操作、維護(hù)、管理和升級處理，在消除不規(guī)范煤礦作業(yè)模式的基礎(chǔ)上提高設(shè)備的使用壽命。在此過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)充分注意煤礦開采作業(yè)的操作重點(diǎn)，原因是開采作業(yè)大多處于露天、惡劣的環(huán)境中進(jìn)行，所以提高作業(yè)區(qū)域的溫濕度、通風(fēng)效果的處理質(zhì)量極其重要，以期消除煤礦機(jī)械設(shè)備應(yīng)用的安全隱患。所以，利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場管理，在統(tǒng)籌技術(shù)投入、環(huán)境因素、操作要點(diǎn)的過程中建立系統(tǒng)的干預(yù)方案，可進(jìn)一步提升、改善機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量[1]。總之，利用機(jī)電一體化技術(shù)統(tǒng)計與煤礦作業(yè)相關(guān)的規(guī)定、操作、環(huán)境因素，利用計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程評估和遠(yuǎn)程分析，以便在提升煤炭綜合產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提升煤礦開采水平，滿足安全生產(chǎn)的綜合目標(biāo)。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

機(jī)電一體化技術(shù)具有較好的應(yīng)用優(yōu)勢，期間可在綜合、智能、穩(wěn)定的管理控制中提高煤礦作業(yè)效率，所以可減少傳統(tǒng)人力操作不規(guī)范的行為。因此，工作人員需要總結(jié)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提升井下作業(yè)的可靠性。第一，集成化優(yōu)勢，自動化控制系統(tǒng)可匯總與煤礦生產(chǎn)相關(guān)的管理因素，在計算機(jī)、單片機(jī)、可編程控制裝置的支持下進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，同時在大數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌評估中將底層的數(shù)據(jù)超送至應(yīng)用層，在人機(jī)處理界面中優(yōu)化顯示系統(tǒng)，方便工作人員結(jié)合已有的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行在線檢索、綜合控制、信號監(jiān)管、數(shù)據(jù)采集等操作，也能方便工作人員在匯總動態(tài)采集要點(diǎn)的過程中進(jìn)行礦產(chǎn)機(jī)械裝置的維護(hù)操作。第二，智能化優(yōu)勢，機(jī)電一體化控制系統(tǒng)可利用智能化操作軟件進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)，期間可利用小型控制版設(shè)定既定的開采、運(yùn)輸、支護(hù)邏輯，可讓機(jī)械設(shè)備在既定的程序中進(jìn)行作業(yè)，控制整體生產(chǎn)負(fù)荷問題。在此過程中，系統(tǒng)可記憶現(xiàn)有的采礦要點(diǎn)，并根據(jù)plc 系統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行割煤和負(fù)荷控制。第三，多元化優(yōu)勢，煤礦機(jī)電設(shè)備可“一體化”統(tǒng)籌壓力傳感系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、感應(yīng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，在多信號系統(tǒng)的控制下得到與通信服務(wù)相關(guān)的協(xié)議指標(biāo)，確保各裝置的功能始終維系在既定的標(biāo)準(zhǔn)范疇之內(nèi)，提升整體作業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用要點(diǎn)

1.采煤機(jī)設(shè)備。

機(jī)械化采煤機(jī)能夠在既定的控制標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行煤礦采集作業(yè)，在智能化的控制中提高整體煤礦的開采效率及開采質(zhì)量，故該技術(shù)需要被廣泛地應(yīng)用于實踐操作當(dāng)中。其中，電牽引聯(lián)合收割機(jī)能夠在電力、計算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行綜采作業(yè)，通過設(shè)定采煤標(biāo)準(zhǔn)及采煤方向，在消除機(jī)械打滑問題的過程中確定有效的制動方案，實現(xiàn)機(jī)械化操作的目的。例如在現(xiàn)場操作過程中，工作人員需要設(shè)定電牽引聯(lián)合收割機(jī)的使用、制動頻率，在電動機(jī)集成控制下提高設(shè)備的斷電功能及穩(wěn)定性。另外，該設(shè)備可在電控操作的支持下進(jìn)行規(guī)范化作業(yè)，即采煤機(jī)能夠在移動控制中得到穩(wěn)定的牽引力，并在穩(wěn)定控制支持下提高液壓采煤機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。例如工作人員需進(jìn)行采煤作業(yè)時，系統(tǒng)可立即進(jìn)行制動處理，同時將不必要的電能回傳至電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中。總之，采煤機(jī)電一體化技術(shù)實踐期間，工作人員需要探討采煤的要點(diǎn)，在確定其深度、傾斜角指標(biāo)的過程中確定制動要求，也能方便牽引電動機(jī)在軸端的操作控制中消除控制期間的安全隱患。

2.掘進(jìn)機(jī)設(shè)備。

掘進(jìn)機(jī)設(shè)備應(yīng)用過程中，系統(tǒng)可自行處理復(fù)雜、繁瑣的電氣裝置，在安全操作箱的支持下進(jìn)行照明組件、電氣組件的控制，進(jìn)而提升液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也能在自動化自歐東控制中得到主控制器的運(yùn)行狀態(tài)。例如掘進(jìn)機(jī)使用期間存在一定運(yùn)行故障問題，系統(tǒng)可進(jìn)行模擬評估，在確定故障位置、故障狀態(tài)的過程中進(jìn)行故障有效記錄，以便在一體化操控中展開系統(tǒng)的保護(hù)控制。另外，掘進(jìn)機(jī)設(shè)備也需要在以下模式中進(jìn)行在線管理：第一，確定符合控制要求的保護(hù)模式，在保障基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)行功能的過程中進(jìn)行掘進(jìn)分析，同時在高清顯示屏的支持下凸顯出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工作狀態(tài)等信息，以便管理人員更全面地了解設(shè)備的在線運(yùn)行狀況。第二，工作人員需要總結(jié)掘進(jìn)機(jī)工作期間的技術(shù)要求，包括防爆系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電鈴系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)等內(nèi)容，在確定配電箱使用要求的基礎(chǔ)上確定設(shè)備的液壓功能。同時，系統(tǒng)也可模擬出隧道、管道的外觀形狀，在滿足電氣系統(tǒng)液壓指標(biāo)的過程中提高整體裝置的掘進(jìn)效果，也還進(jìn)一步提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。總之，自動掘進(jìn)機(jī)技術(shù)可在遠(yuǎn)程分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程評估支持中確定符合礦產(chǎn)開采的需求，在自動控制系統(tǒng)的支持下確定與行進(jìn)管理相關(guān)的智能化操作方案，方便在尺寸控制、割面控制支持下進(jìn)行遠(yuǎn)程化掘進(jìn)操作。第三，若掘進(jìn)期間遇到了一定安全隱患問題時，系統(tǒng)可自行進(jìn)行標(biāo)識，在確定切割尺寸及要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行智能監(jiān)控，得到滿足自動化掘進(jìn)的功運(yùn)行模式，可消除傳統(tǒng)掘進(jìn)過程的不利因素，也能對掘進(jìn)模式進(jìn)行持續(xù)喲優(yōu)化。

3.支護(hù)設(shè)備。

傳統(tǒng)礦山機(jī)械支護(hù)模式采用液壓輔助的模式進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，但該方法存在不足情況，所以應(yīng)用機(jī)電一體化操作技術(shù)，利用自動化技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，方便在自動化技術(shù)的支持下進(jìn)行液壓管理，得到一個雙向相鄰機(jī)架恒壓工作模式。在此過程中，計算機(jī)技術(shù)可清晰地展示出支護(hù)系統(tǒng)的工作狀況及工作標(biāo)準(zhǔn)，以便有任何運(yùn)行問題，系統(tǒng)可立即進(jìn)行警示，有利于消除重要設(shè)備（頂板、支架）撞擊的安全隱患問題，也能提高支護(hù)的長度。因此，工作人員需要從以下幾方面進(jìn)行處理：第一，利用電液雙控系統(tǒng)可在傳感、監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行壓力、動力的控制支持，通過測試出支架區(qū)域的壓力指標(biāo)，在必要的調(diào)節(jié)處理、控制協(xié)調(diào)中解決設(shè)備處理不規(guī)范的問題，也能在遠(yuǎn)程調(diào)控中提高礦山工作的穩(wěn)定性。第二，利用遙感技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，確定符合支架運(yùn)行功能的高質(zhì)量履帶，注意履帶使用期間的技術(shù)要點(diǎn)及功能性要點(diǎn)，同時在離機(jī)操控中建立穩(wěn)定的控制體系，如借助型號為XZ7000/24/45 的履帶進(jìn)行支護(hù)管理，通過利用自動化技術(shù)進(jìn)行遙控控制，也能在有機(jī)操控中提高信號源的穩(wěn)定性，可避免重要信號被阻擋、中斷的安全隱患。第三，利用電液控制支架系統(tǒng)、PLC 技術(shù)確定控制原理，探討與控制邏輯、接線故障等問題，在確定故障處理和自診斷的處理支持中進(jìn)行系統(tǒng)控制，方便在既定的邏輯標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。其中，電液控制支架自動化支護(hù)要注意監(jiān)控中電液的控制情況，在保障支護(hù)支撐力的過程中不斷強(qiáng)化重要元器件的支護(hù)效果。同時，工作人員應(yīng)當(dāng)確定標(biāo)注化的支護(hù)速度，通過在多組跟機(jī)系統(tǒng)的控制中進(jìn)行支護(hù)管理，進(jìn)而提高圍巖的功能性及穩(wěn)定性。總之，該技術(shù)也能根據(jù)場地、礦井的構(gòu)造特點(diǎn)確定電液控制支架的使用方案，以便在靈活的控制、選擇、優(yōu)化中對薄煤層的功能進(jìn)行進(jìn)一步加固，進(jìn)而提升大傾角液壓支架區(qū)域的巖體的穩(wěn)定性。

4.帶式輸送機(jī)設(shè)備。

帶式輸送機(jī)可應(yīng)用于較為惡劣的工作場地當(dāng)中，原因是該設(shè)備的抗干擾效果較好，可避免煙氣灰塵、電磁波針對設(shè)備功能的影響，故需要工作人員盡量保持一個安全、科學(xué)的輸送機(jī)工作環(huán)境，尤其是要強(qiáng)化輸送機(jī)密封性和強(qiáng)度功能，確保裝置不會受到溫濕度空氣的影響，也能讓裝置具有較好的抗干擾效果。因此，工作人員需要利用運(yùn)用帶式輸送機(jī)系統(tǒng)，在確定煤礦輸送長度和采煤所需機(jī)械設(shè)備的過程中確定穩(wěn)定的機(jī)電一體化控制模式，積極滿足尺寸、液壓離合器、驅(qū)動裝置的工作要求，也能減少傳統(tǒng)礦山工作期間的電力能耗產(chǎn)出，以期提高礦山的綜合生產(chǎn)效率。另外，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用期間，工作人員也可使用CST傳動系統(tǒng)進(jìn)行皮帶輸送機(jī)裝置的控制、管理與啟動，故需要滿足不同驅(qū)動裝置的運(yùn)行要求，在科學(xué)的控制支持下建立穩(wěn)定的運(yùn)行體系，可方促使煤礦資源運(yùn)輸?shù)教囟ǖ牡攸c(diǎn)。值得注意是，該技術(shù)也存在一定技術(shù)缺陷問題，故需要工作人員及時解決控制、操作方面的運(yùn)行缺陷，在提高設(shè)備啟動、設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行功能的基礎(chǔ)上設(shè)置符合運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)模式，也能在科學(xué)的技術(shù)優(yōu)化中解決現(xiàn)有的操作問題。

5.提升機(jī)設(shè)備。

礦產(chǎn)開采過程中也需要利用提升機(jī)裝置進(jìn)行處理控制，通過在信息化技術(shù)控制中改變裝置的機(jī)械能和勢能指標(biāo)，可促使煤礦運(yùn)輸?shù)郊榷ǖ奈恢谩Ｒ虼耍ぷ魅藛T需利用自動化系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，在確定提升機(jī)運(yùn)行要點(diǎn)的過程中促進(jìn)裝置進(jìn)行上下升降，但需要注意使用智能化技術(shù)架空提升機(jī)的功能性及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，這也為運(yùn)輸提供了有利的條件。另外，工作人員應(yīng)當(dāng)總結(jié)傳統(tǒng)提升機(jī)應(yīng)用期間的安全隱患問題，在確定提升機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行需求、重量要求的過程中建立穩(wěn)定的控制體系，探討提升期間所產(chǎn)生的摩擦力及動力，同時就根據(jù)礦井的深度做出一定調(diào)節(jié)，可逐漸消除礦井資源浪費(fèi)的不利因素。此外，智能化系統(tǒng)也可標(biāo)識出提升運(yùn)行狀態(tài)，若提升運(yùn)輸期間有任何操作、管理模式不符合應(yīng)用需求時，系統(tǒng)可對不符合操作的部分進(jìn)行警示，引導(dǎo)技術(shù)人員對不合理的部分進(jìn)行優(yōu)化，可在智能化控制支持下消除傳統(tǒng)提升運(yùn)輸?shù)碾[患問題。

6.生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備。

機(jī)電一體化技術(shù)也可應(yīng)用至煤礦的生產(chǎn)監(jiān)控當(dāng)中，期間工作人員可運(yùn)用計算機(jī)控制程序、Algorithm 技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)建立生產(chǎn)運(yùn)行模型，在必要的監(jiān)督控制中總結(jié)煤礦生產(chǎn)期間的隱患問題。例如工作人員可在遠(yuǎn)程端口中分析綜采、運(yùn)輸、安全管理的要求，同時在計算機(jī)技術(shù)的支持下建立硬件（軟件）處理指示，方便在機(jī)械設(shè)備的支持下建立符合電子元件的運(yùn)行模式，也能進(jìn)一步實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動化操控。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)不斷完善生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備的使用與技術(shù)投入，在提高傳感設(shè)備、檢測設(shè)備、信息集成設(shè)備功能性的過程中進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，方便在控制系統(tǒng)中自動化地分析、采集、反饋煤礦作業(yè)期間的技術(shù)要點(diǎn)，以期實現(xiàn)安全生產(chǎn)的綜合目標(biāo)。另外，工作人員也需要不斷提升監(jiān)控質(zhì)量及監(jiān)控水平，比如可運(yùn)用5G 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行自動控制，同時在PLC 自動編程控制邏輯的分析、監(jiān)控支持下得到滿足檢測傳感的技術(shù)需求。

四、煤礦機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展目標(biāo)

為了推動煤礦企業(yè)的快速發(fā)展，需要工作人員總結(jié)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用趨勢，通過建立系統(tǒng)的、聯(lián)動的、高效率的操作控制模式進(jìn)行綜合性管理，同時在提高傳感效率、檢測收集質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高信息集成技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)度，可消除機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展期間的管理問題。具體而言，需要從以下幾方面進(jìn)行：第一工作人員應(yīng)當(dāng)重視技術(shù)的創(chuàng)新，尤其是要結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)投入需求建立現(xiàn)場管理方案，在必要的創(chuàng)新、控制、管理支持下建立穩(wěn)定的運(yùn)營體系，例如可改善不同傳感單元的連接效果，依據(jù)信息集成特特點(diǎn)加固現(xiàn)有的技術(shù)端口，可提高不同監(jiān)控裝置的運(yùn)行效率。第二，技術(shù)創(chuàng)新期間，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)與管理人員建立有效的合作關(guān)系，通過明確不同工藝、工作作業(yè)方案的重難點(diǎn)，在必要的考核、監(jiān)督、評估、反饋中建立機(jī)電工程管理模式。一旦機(jī)械設(shè)備有任何功能、運(yùn)行問題，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)立即創(chuàng)建相關(guān)管理要求，在保障設(shè)備功能性的基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行查驗與控制，消除設(shè)備運(yùn)行期間的操作、技術(shù)投入方面的問題。第三，工作人員應(yīng)當(dāng)不斷提高自身的綜合能力，特別是要強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場執(zhí)行、檢查方案的執(zhí)行情況，在智能化技術(shù)的支持下進(jìn)行遠(yuǎn)程化監(jiān)督和遠(yuǎn)程化檢測，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)、維護(hù)、管理的一體化，這對消除傳統(tǒng)綜采作業(yè)安全隱患問題有著積極的作用。同時，工作人員應(yīng)當(dāng)充分單認(rèn)知機(jī)械技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新方向，明確機(jī)械設(shè)備、材料功能、機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)方面的因素及投入要求，建立相關(guān)培訓(xùn)方案及管理方案，確保自動化控制、自動化操作技術(shù)可廣泛地應(yīng)用于實踐控制當(dāng)中，消除工作人員專業(yè)能力不足的實踐問題，以期提升智能化管理的有效性及合理性。

五、結(jié)束語

綜上所述，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用至煤礦機(jī)械操作、維護(hù)、管理、監(jiān)控過程中，根據(jù)礦產(chǎn)的使用、開采、運(yùn)輸要求建立穩(wěn)定的控制方案，尤其是要重視機(jī)械設(shè)備、電力設(shè)備的創(chuàng)新投入，可在提高機(jī)械設(shè)備使用質(zhì)量的過程中提高采礦的合理性和科學(xué)性。另外，工作人員應(yīng)當(dāng)不斷提高機(jī)械設(shè)備的功能性，通過建立可靠的管理體系及控制方案，在多種技術(shù)的控制支持下進(jìn)行遠(yuǎn)程化分析、監(jiān)控，以期提高煤礦作業(yè)的效率及質(zhì)量。