機電一體化技術在煤礦機械當中的應用

郭 超

（山西省工程職業(yè)技術學校，山西 大同 037000）

隨著現(xiàn)代社會科技的不斷進步，各行業(yè)要想蓬勃發(fā)展必須要跟隨時代發(fā)展的腳步，在自身發(fā)展中積極應用先進科學技術。在工業(yè)生產基礎產業(yè)中，煤礦產業(yè)發(fā)揮著重要作用，煤礦產業(yè)要想得到進一步發(fā)展，必然要重視機電一體化技術在機械設備中的合理應用。機電一體化技術是保證煤礦機械設備生產效率的重要基礎，還可以進一步推動煤礦生產模式的轉型升級，讓其在機械化道路上不斷奮進。所以，煤礦企業(yè)必須要深入分析機電一體化技術在煤礦機械中的應用，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，并在實際應用中積極需求技術創(chuàng)新，進而提高煤礦機械設備生產效率，確保其生產質量。

1 機電一體化技術在煤礦機械中的積極作用

1.1 促進經濟效益進一步提高

傳統(tǒng)的煤礦機械設備往往通過人工控制的方式進行相關工作，這就很容易被工作人員主觀性、技術水平所影響，再加上這些機械設備操作難度較大，設備運行故障與安全事故發(fā)生的可能性較大，導致煤礦企業(yè)生產效率低下，很多人力資源、物力資源以及資金資源等存在浪費現(xiàn)象，為企業(yè)帶來的經濟效益不高。在煤礦機械中應用機電一體化技術后，設備的工作方式得到了優(yōu)化，且運用計算機技術與自動化技術減少了人工成本，在設備運行中進行自動化監(jiān)控管理。同時，也有效避免了人為因素導致的設備運行故障問題，為企業(yè)經濟效益進一步提升提供了重要保障。[1]

1.2 促進工作效率進一步提升

與傳統(tǒng)的煤礦機械工作方法相比較而言，機電一體化技術在煤礦機械設備中的應用實現(xiàn)了很多工作環(huán)節(jié)自動化運行，結合設備的實際特點與具體情況，在煤礦機械設備中融合應用計算機、智能化、數(shù)控等技術，促使煤礦機械自動化、智能化水平穩(wěn)步提升，在預先程序控制的操作基礎上幫助機械設備工作效率得到有效提升。

1.3 為工作安全性提供保障

煤礦機械設備的工作環(huán)境較差，很多因素都可能會對其正常運行產生影響，進而引發(fā)安全事故。在傳統(tǒng)的機械設備工作中，常常采用人工操作的方式進行管控，工作人員需要對工作環(huán)境、安全隱患等進行有效防范，如果人工安全防范工作出現(xiàn)問題，或工作人員安全防范能力不足，就很可能發(fā)生安全事故。在煤礦機械設備中應用機電一體化技術，可以充分發(fā)揮其自動檢測、實時監(jiān)測以及報警等功能，一旦設備存在運行故障問題，或其運行環(huán)境出現(xiàn)異常情況，可以將信息及時反饋給相關工作人員，并對故障、預警進行分析，進而提高工作人員故障處理效率，確保設備運行過程中的安全性。[2]

2 機電一體化技術在煤礦機械中的實際應用分析

2.1 在掘進機械中機電一體化技術的應用

煤礦開采工作離不開掘進機械的有力支撐。掘進機電系統(tǒng)主要包括隔爆照明燈、隔爆開關箱、安全操作箱等，在液壓系統(tǒng)的支持下為煤礦開采提供重要的技術支撐。掘進機控制系統(tǒng)的主要作用在于為主控制器正常運行提供保障，充分發(fā)揮“故障記憶”的優(yōu)勢，在操作性顯示屏、隔爆開關箱儀表上展示設備實際運行情況，利用動力載波實現(xiàn)開關箱與操作箱通信，在兩芯通訊電纜的幫助下進行高效通訊，通過快速插頭連接電纜。基于機電一體化技術的電氣系統(tǒng)優(yōu)勢十分突出，它采用最新設計理念，在顯示屏上充分展現(xiàn)掘進設備的運行情況，并且機電一體化的掘進機械按照方式十分簡單，控制裝置也十分方便，通過編程控制器實現(xiàn)對其的控制，發(fā)揮其有效監(jiān)控、保護電路的功能。[3]除此之外，機電一體化的掘進機械實際工作狀態(tài)都可以在顯示屏中展現(xiàn)，包括工作電壓、發(fā)生的故障問題等，有助于科學控制系統(tǒng)回路，為繼電器的穩(wěn)定輸出提供保證，確保電機安全啟停落實到位。編程控制器還可以檢測各項漏電情況，對電機運行實時溫度進行監(jiān)測，自動化保護電機。基于源程序保護電控系統(tǒng)，對故障情況進行精準判斷，提高煤礦掘進的穩(wěn)定性能。

2.2 在支護設備中機電一體化技術的應用

為了保證煤礦開采過程中支護設備的可靠性，一般采用液壓支護方式。隨著機電一體化技術不斷發(fā)展，煤礦支護技術也有了很大的進步，且朝著弱電控制方向不斷發(fā)展，在支護中合理融入計算機技術，通過定壓雙向鄰架提高煤礦開采支護裝置的穩(wěn)定性，對頂板與支架產生的物理沖突情況逐漸減少。在進行煤礦開采時，通過電液進行控制，提高移動速度，還可以檢測支架的實際工作狀態(tài)。液壓支護通過乳化液泵對高壓液體裝置進行支護，為了保證高壓、大流量供液，應對煤礦液壓支護設備需要用液量進行充分考慮，對供液量進行合理調整。智能型乳化液泵站系統(tǒng)主要由自動配液、智能供液兩個部分組成，利用智能乳化液泵站自行檢測油箱、油位高度，然后自動配液，檢測乳化液的濃度。一旦發(fā)現(xiàn)濃度異常，會對其進行智能調節(jié)，如果經過調節(jié)后濃度仍然存在異常，將會發(fā)出預警，進而開展定時沖洗工作，對實際使用中的乳化液用量進行有效控制。[4]

2.3 在采煤機中機電一體化技術的應用

在煤礦開采過程中，采煤機是重要的機械設備，直接關系著煤礦生產效率與生產質量，同時也在一定程度上影響著煤礦生產的經濟效益。所以，在采煤機中合理應用機電一體化技術，通過電牽引采煤機對實際操作的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，盡可能減少阻力問題的出現(xiàn)，降低煤礦生產被不良因素影響的可能性。運用電牽引采煤機時，還可以利用電制動進行操作。目前，采礦深度越來越大，煤層可能出現(xiàn)傾斜問題，在傾斜角度為40-50 度時應用機電一體化技術，可以實現(xiàn)牽引電動機作業(yè)，促使制動性能得到提高，有效控制用電情況，避免在開采過程中發(fā)生下滑情況，有效防止出現(xiàn)安全事故。因此，在機電一體化技術的運用中，煤礦企業(yè)還應更加重視其應用情況，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，促進各項工作有序開展，減少影響因素，促進企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

2.4 在提升機中機電一體化技術的應用

在煤礦開采中，提升機是必不可少的機械設備，其在煤礦開采中發(fā)揮著重要的積極作用。提升機的水平最為智能化，將機電一體化技術應用其中的重要性不言而喻。[5]提升機有很多種類，在綜合考慮之下液壓防爆提升機最為常用。與其他種類的提升機相比較而言，這種提升機優(yōu)勢明顯。第一，它采用液壓形式進行傳動，出現(xiàn)的防爆問題更加容易解決，尤其是在井下作業(yè)時如果有易燃易爆氣體出現(xiàn)，它有著很好的防爆效果；第二，具有非常穩(wěn)定的調速，這種提升機可以進行無窮極調速，還能在飛速運轉下穩(wěn)定運行，進而提高提升機的工作效率；第三，通過液壓方式完成調速與控制，很容易達到防爆效果的同時具備很強的安全性能。

2.5 在帶式輸送機中機電一體化技術的應用

由于煤礦開采深度逐漸增加，必須要重視運輸工作，各項工作必須要得到落實，才能確保其運行效果。在傳輸過程中，帶式輸送機是重要的設備，合理運用帶式輸送機可以滿足各種采礦需要，且?guī)捷斔蜋C在各個時間環(huán)節(jié)中具有較為理想的性能與運行效率，進而提高整體運行水平，符合長時間運行需要。所以，為了避免在運輸過程中負荷過高，應將機電一體化技術融入其中，促使輸送機的性能指標得到提升，更好地完成輸送任務。在煤礦生產中，CST 可控類型帶式輸送機最為關鍵，它可以通過軟件來控制，在長距離傳輸中充分發(fā)揮作用，確保運輸效率，提高運輸?shù)目煽啃浴８鶕?jù)多個角度分析，當前帶式輸送機的研究中仍然存在一些技術問題未能解決，對煤礦生產運輸?shù)慕洕б鎺砹擞绊懀旱V企業(yè)必須對此更加重視，不斷創(chuàng)新與完善機電一體化技術，將其與煤礦機械有機結合，確保運輸效率，進一步提升運輸質量，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經濟價值，減少運輸環(huán)節(jié)對其的影響，對傳統(tǒng)運輸模式的不足進行彌補。

2.6 煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)中機電一體化技術的應用

我國煤礦企業(yè)受到國外煤礦先進監(jiān)控技術水平的影響，致力于改善目前采煤效率較低的情況，積極引入國外先進理念與技術，經過不斷努力與發(fā)展，我國煤礦監(jiān)控技術水平有了很大的進步。煤炭科學總院根據(jù)我國煤礦企業(yè)發(fā)展情況研發(fā)出了KJ95 系統(tǒng)，它能全面監(jiān)督井下工作情況。[6]監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)是KJ95系統(tǒng)中兩個相對獨立的體系，它們可以單獨工作，也能配合使用，確保地面電端機可以及時精確地接收通信系統(tǒng)發(fā)出的語音信號、視頻信號。為了保證即時、精準地進行信息傳輸，煤礦企業(yè)的系統(tǒng)主線選擇光纖材料，光端機將電信號轉變?yōu)楣庑盘柡笥芍骶€傳輸?shù)骄鹿舛藱C中，井下光端機再進行光信號與電信號的轉換，并傳輸?shù)骄掠嘘P工作人員的接收設備中，實現(xiàn)工作人員對各種信息的及時掌握。在這個過程中，可以雙向傳遞語音信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)。目前，我國煤礦行業(yè)對KJ95 系統(tǒng)的研究仍然不夠深入，要想讓煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中構建一個更加完善優(yōu)質的信息傳輸體系，還需要相關部門與工作人員不斷努力，深入研究機電一體化技術，為我國煤礦企業(yè)機電一體化技術進一步發(fā)展提供助力。

3 機電一體化技術在煤礦機械中的應用發(fā)展趨勢

現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產環(huán)境較為惡劣，由于其長期處于復雜的工作環(huán)境中，很容易出現(xiàn)各種安全事故問題，現(xiàn)場工作人員的人身安全很難保證，但在煤礦開采過程中，工作人員是必須要參與的，二者之間的矛盾突出。面對這樣的問題，智能化設備發(fā)揮著重要作用。在現(xiàn)代化手段的協(xié)助下，機電一體化技術在現(xiàn)代煤炭開采的一系列工作中發(fā)揮著重要作用，不需要工作人員切身開采，為現(xiàn)場人員的人身安全提供了保障。除此之外，由機器完成整個開采過程，這些設備可以24 小時不間斷的運行，生產效率較高，有效保證煤礦開采效率與安全性，給煤礦企業(yè)創(chuàng)造了更大的價值。在不遠的將來，機械化程度將在采煤行業(yè)方方面面進行有效滲透。

最近幾年來，計算機、互聯(lián)網等新興技術高速發(fā)展且得到了廣泛應用，人們可以利用網絡暢通無阻的溝通與交流。煤礦企業(yè)也可以在遠程交互技術的基礎上遠程監(jiān)控現(xiàn)場實際情況，以便捷的監(jiān)控方式保證現(xiàn)場作業(yè)的安全性，規(guī)范各生產流程。

機電一體化在今后的發(fā)展過程中，必然越來越細微化、便捷化，進而為煤礦企業(yè)帶來諸多優(yōu)勢。例如，操作簡單化、占用空間減小，打破原本開采環(huán)境的局限性。簡單的操作方式還可以讓現(xiàn)場工作人員更加容易操作上手，有效提高工作人員生命安全性，強化其應對突發(fā)事件的能力。

目前，煤礦機械設備生產中，必須要對機電一體化設備的應用管理更加重視，整合現(xiàn)有技術，根據(jù)實際情況構建一套完善的一體化設備，促進經濟與生產共同發(fā)展。但在實際煤礦機械生產中還存在一些問題，相關工作人員必須要深入分析問題的本質，才能從根本上解決這些問題，對煤礦機械的未來發(fā)展趨勢進行分析與研究，對煤礦生產技術進行優(yōu)化與完善。先進的技術設備是創(chuàng)造更多生產力價值的重要基礎，將機電一體化技術應用到煤礦機械中進一步保證了現(xiàn)場工作人員的人身安全，也為煤礦企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展提供了重要助力。

在未來，機電設備精細化發(fā)展，并與煤礦行業(yè)進行有機融合，必然會為煤礦行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。煤礦企業(yè)應加強對機電一體化技術的深入探索，積極引入先進設備，促使企業(yè)生產效率得到進一步提升，提高企業(yè)在市場上的競爭實力。

4 總結

機電一體化技術在煤礦機械應用中發(fā)揮著重要作用，煤礦企業(yè)應充分發(fā)揮出機電一體化技術的諸多優(yōu)勢，提高煤礦生產的安全性，為現(xiàn)場工作人員、機械設備的安全提供重要保障。煤礦企業(yè)將機電一體化技術應用到煤礦機械設備中，有助于開采效率的提升，進而提高企業(yè)經濟效益。因此，煤礦企業(yè)應重視機電一體化技術在煤礦機械中的實際應用，提高其應用水平，提高企業(yè)在市場上的競爭能力，促進企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。