煤炭機電一體化技術在煤炭生產中的應用

楊 慧

(陜西煤業新型能源科技股份有限公司，陜西 西安 710000)

0 引言

新時代背景下，隨著科學技術的快速發展，信息技術、網絡技術、智能技術等各種現代技術在各行各業中的應用也越來越廣泛，以煤炭生產行業為例，機電一體化技術在推動煤炭生產自動化、智能化、信息化發展方面就發揮著重要的作用。機電一體化技術是結合應用機械技術和電子技術于一體的技術總稱，對于煤炭生產而言，機電一體化技術所發揮的作用不言而喻。機電一體化技術的應用不僅可以提高煤炭生產的質量和效率，最關鍵的一點在于其可以保證煤炭生產的安全性。煤炭生產風險較高，一旦發生安全問題，將會造成嚴重的影響和后果。而煤炭機電一體化技術應用中，各種新設備、新技術的投入應用就可以有效降低生產勞動強度，保證安全生產。為了充分發揮煤炭機電一體化技術的作用與價值，探究其在煤炭生產中的應用也具有重要的現實意義。

1 煤炭機電一體化技術發展狀況

機電一體化技術是一項機械技術、電子技術與多門技術相結合的新型技術，是現代科學技術發展的必然結果。我國在20世紀80年代后期，綜合機械化采煤就取得了極大的發展，而這也極大程度地推動了我國煤礦機電一體化技術的發展，采煤機已由以往的液壓牽引轉變為電牽引。進入到20世紀90年代中期，開展了采運支機械微機監控、故障診斷和支架電液微機技術，并在這個過程中研發大功率電牽引采煤機。而進入到21世紀后，我國整體煤礦機電一體化技術取得了重要發展與突破，使得我國的煤礦機電一體化技術在煤炭生產中的應用范圍越來越廣。

2 煤炭機電一體化技術在煤炭生產中的應用

2.1 采煤中煤炭機電一體化技術的應用

采煤是煤炭生產中的基礎環節，其具有復雜度、難度、技術性高的特點，同時采煤也具有一定的風險性，這些對煤炭生產都提出了更高的要求。為了保證采煤的質量和安全，就需要煤炭生產企業加強對煤炭機電一體化技術的有效應用。比如在煤炭生產系統中，基于采煤環節的特點和需求，就可以通過電牽引的方式進行采煤施工。電牽引是一種常見的機電一體化開采方式，相比傳統液壓牽引采煤機，在電子技術的應用下，電牽引采煤不僅可以實現高效牽引，同時還可以實現對煤炭的靈活移動，以及可以通過發電的方式將產生的電能轉移至電網進行儲存利用。相比傳統液壓牽引采煤機，電牽引的使用年限也更長，即使長期應用，大部分部件都可以保持良好的性能，少有故障發生。電牽引采煤機的傳動結構較為簡單，在操作過程中也比較輕便，對促進采煤的高效進行具有重要的意義。

基于電牽引采煤機引力大、性能穩定、操作簡單、效率高的特點，在采煤中值得積極應用。采煤中，電牽引采煤機的應用還需要結合采煤的實際情況來選擇相應的設備型號。比如要考慮煤層的堅硬程度、厚度、性質等因素，進而選擇生產率、牽引速度、裝機功率都匹配的電牽引采煤機。1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發展。

2.2 運輸中煤炭機電一體化技術的應用

煤炭生產中，運輸是尤為關鍵的環節，其直接決定著煤炭生產的整體質量和設備。隨著煤炭生產量的不斷增加，對煤炭運輸也提出了更高的要求，對此，為了提高煤炭運輸質量和效率，也需要加強對煤炭機電一體化技術的應用。要提升煤炭運輸整體水平，首先需要從礦井內部進行提升。在礦井內部運輸過程中，不僅需要保證運輸效率，還需要提高對安全方面的重視。基于目前煤炭機電一體化技術的應用，煤炭生產企業可以利用礦井中專用提升機來提升煤炭運輸水平。礦井中專用提升機在很大程度上體現著礦井中的機電一體化水平。礦井中專用提升機不僅對驅動結構進行了有效應用，同時還利用了輥筒裝置，所以整個設備結構比較簡化，且整體性能較高。隨著機電一體化技術在煤炭運輸中的深入應用，變頻調速技術也引入到了礦井專用提升機系統中，相比串電阻調速系統，變頻調速技術支撐的礦井中專用提升機系統，具有調速精確、速度切換靈活的優勢，所以這對提高煤炭運輸整體質量和效率都具有重要的意義。為了更好地提升煤炭運輸整體水平，還需要重視從礦井外部進行提升。在煤炭運輸過程中，煤炭生產企業可以通過應用帶式運輸機來進行煤炭運輸。帶式運輸機也是機電一體化技術的重要體現，其具有性能穩定、結構簡單的特點，可以實現長距離、大運量、持續性運輸。其中特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。基于煤炭機電一體化技術的帶式輸送機，由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。

目前在煤炭生產的過程中主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。

2.3 安全監控中煤炭機電一體化技術的應用

煤炭生產中安全生產是核心內容，只有保證生產安全，才可以保證生產效益。所以在煤炭生產中，安全監控是尤為重要的工作內容。而基于煤炭機電一體化技術的應用，就可以更好地提高煤炭生產中安全監控的有效性。以KJF200、KIJ95等監控系統為例，其中就包括對數字信號處理技術、體照明技術、光通信技術的應用，這些監控系統可以實現對煤炭生產過程中瓦斯、溫度、壓力、風速、環境、設備的全方面監測和控制。一旦發生異常問題，可以提前報警，這對預防安全事故的發生，從而保證煤炭生產安全具有重要的意義。在煤炭生產實踐中，煤炭生產企業可以通過應用KJF200監控系統來進行生產安全監控。該系統中軟件包括遠程數據終端、中心站監控，硬件系統包括各種傳感器、控制器等，整個安全監控系統可以實現對生產安全的實時、全面、有效的監控。

3 結語

在現代煤炭生產中，離不開煤炭機電一體化技術的應用，其對整個煤炭生產系統而言起到了至關重要的作用。所以為了保證煤炭生產整體水平，煤炭生產企業應該加強對煤炭機電一體化技術的研究與應用，不斷提高煤炭機電一體化技術水平，不斷對技術進行升級和優化，以此來為煤炭生產提供保證和支持。在煤炭機電一體化技術的推動下，煤炭生產質量、效率可以得到有效保障，同時也可以為煤炭生產提供安全、良好的環境，這對推動煤炭生產良好發展具有重要意義。