煤礦機電技術中的一體化應用研究

李軍，韓永亮，張波

（寧夏寧魯煤電有限責任公司任家莊煤礦，寧夏 銀川 750409）

機電一體化技術具有跨學科性，將計算機技術、軟件編程技術、機械控制技術等集中在一起，促進了生產力的提升，改進了機械自動化的應用效果，煤礦企業的生產、運行效率均有所提高，借助先進的一體化技術的支持，實現安全生產、高效生產、清潔生產的目標。

1 煤礦機電技術的一體化應用的重要性分析（如圖1）

圖1

1.1 有利于提高生產安全

煤礦機電技術的一體化應用下，人力作業被機械作業所代替，安全事故的發生概率降低，實現了對煤礦企業生產安全管理，尤其是在我國的工業生產中，煤礦資源的利用是必不可少的，煤礦的開發和生產是具有較強危險性的高危行業，每年在全世界范圍內都有不計其數的安全生產事故發生。在煤礦作業的各個環節，借助煤礦機電一體化技術，可以減輕人工的任務量，控制人工作業的占比，控制安全風險，防范巨大的人員傷亡、財產損失，即使有安全隱患因素或是發生了一定的安全生產事故，也不會引發人員受到嚴重的損傷。煤礦生產的各個環節中都存在著環境復雜的特點，開采環境較差，在煤礦井下有著大量的污染物，包括瓦斯、粉塵等，工作人員長期在不佳的環境下工作和生產，身體健康受到了威脅，例如，在挖井開采環節，巷道的空間是十分狹小的，工作人員處于光線差、濕度大的環境中，面臨著粉塵的侵襲和較強的勞動強度，生產效率有限，員工的疲勞作業風險高，難以保證作業安全和身體健康水平。這一問題在煤礦機電一體化的技術中有效改進，人工長期作業的現象得到了緩解，利用機械自動化的作業，提升了煤礦生產的安全性，降低了安全事故問題的發生概率。

1.2 增強了煤炭生產效率

在過去一段時間內，煤炭企業的生產主要是以人力

方式進行的，借助煤礦機電一體化技術，改變了人力生產的方式，向著機械化、自動化的方向轉型，大大提高了煤礦的生產效率，形成了跨越式的進步。在煤礦機電一體化技術的應用下，人工生產的方式被機械所取代，使人們解放了雙手，不再成為繁重的機械勞動中的“螺絲釘”，而是合理的配置了人力資源，機械取代人力，降低了人工生產方式下的作業壓力，因為機械自動化不同于人力操作，需要長時間、規律的休息，只需要按照維修和養護的計劃做好維護保養即可，保證機械穩定長時間的運轉，增強了生產力，遠遠超過人力生產產值，煤礦企業的生產效率、經濟效益均有所提高，在機電一體化的技術應用中，大量的人力資源應用情況得到了改善，節約了成本投入，前期投入一定的機械購置成本，就可以為后續的人力成本提到節約的效果，后續的人力成本是企業生產和發展中占比較高的成本構成，企業通過前期投入獲取長遠的效益，節約了人力成本的資源，生產質量，生產效率得到提升，隨之而來的是煤礦企業經濟效益和社會效益的提升。

2 煤礦機電技術中具體的一體化應用（如圖2）

圖2

2.1 運輸技術

開采和運輸是煤礦生產的2大環節，實際的運行效率影響著煤礦的生產效率、經濟效益，在我國的煤炭企業中利用煤礦機電一體化技術，有利于提高煤炭生產的效率，雖然和國外的發達國家水平相比，我國的煤炭生產運輸系統、提升系統、開采系統均存在著一定的差距，無法達到發達國家的先進程度，但是在借鑒先進國家技術和經驗的前提條件下，我國煤炭生產逐漸對技術進行了創新，利用內裝式提升機和皮帶式強力運輸機，有效提高了煤礦的生產效率、運輸效率。

在遠距離的傳輸任務中，利用成熟的煤礦運輸機械設備，可以完成大量的運輸任務，安全性能高，具備自動化控制的功能和條件，整體的生產效率、運輸效率均達到了理想的目標。煤礦運輸機作為煤礦機電一體化技術的典型代表，通過簡化結構，系統更加穩定，安全運行加快，處于穩定的狀態下，及時發現問題、修復問題。在自動化技術的應用中，運輸機能夠進行自我診斷、自我保護，及時地進行修復，投入到煤礦的開采和運輸中，為煤礦生產提供保障。值得關注的是，在運輸環節應用到的帶式輸送機，也是煤礦機電一體化技術下的產物，帶式輸送機具有長距離連續運送的功能，具有較高的可靠性、安全性，因為在煤礦生產中，開采煤礦必然會面臨著巷道延長的問題，長距離的運輸作業下，帶式運輸機成為主要的機械設備。

2.2 采煤技術

煤礦機電一體化技術的應用下，煤礦開采活動已經逐漸更新了設備設施，將綜合機械化的采煤系統引進到煤礦的生產中，體現出了煤礦機電一體化技術顯著的應用優勢。

目前綜合機械化的采煤系統已經逐步發展，從液壓牽引向著電力牽引轉換和過渡，提高了采煤機系統的運行效率，例如，采煤機應用可以防止出現大傾角煤層作業中下滑的問題，保證了生產安全。利用自動控制系統對設備進行檢測，可以對設備運行中出現的異常參數進行及時的檢測和處理，并形成自動化調整的功能，在自動控制系統中，調整設備運行中的異常參數，保證綜合機械化采煤系統運行的準確性、穩定性和高效性。在煤礦機電技術的一體化探索和研究中，綜合采煤系統的結構更加精簡，通過結構簡化，提高了綜合機械化采煤系統的運行安全性和可靠性，即使處于較為惡劣的環境和不良條件下，設備仍舊能夠高效，安全的運行，長時間的展開作業，不需要進行維修，就可以保證長時間高效的運轉，這對于煤礦企業來說，是間接提高經濟效益、綜合效益的一種有效方式，由此可見，煤礦機電一體化技術的應用具有經濟性的獨特優勢。在自動控制系統的功能中，綜合機械化采煤系統的各方面性能均有所改善，提高了煤礦的生產質量、生產效率，大大提高了工作效率，增強了煤礦產業的行業競爭力，推動煤礦產業更高效的運轉，在技術創新、生產模式的改革中獲取更高的經濟效益、生產價值。

2.3 支護技術

支護技術在煤礦機電一體化技術中是關鍵的技術手段，利用液壓支架實現支護目標，也有些支護技術是利用電液進行控制的，但是均有著相同的原理，都是通過自動移架成組方式，或是通過雙向鄰架定壓的方式，緩解沖擊力，緩解了頂板受到的沖擊，降低了支架受到的沖擊力，實現支護的目標。在支護設備的應用中，機電一體化的技術應用功能，是利用高壓液體的液壓裝置，獲取更高的供液能力，因為液壓裝置的運行離不開高壓液體所帶來的功能，在煤礦機電一體化的技術應用中，乳化液泵站裝置可以形成較強的供液能力，提供高壓液體，實現配液系統的智能化建設，工業系統的功能得到了改善。乳化液泵站裝置在較高效率的運轉中，和傳感器相互配合，形成了校正功能、自動控制功能，檢測高低液位乳化液濃度，并進行矯正，發揮出自動控制的功能和作用，實現對異常情況的檢測和報警，保證設備處于安全、穩定的運行下，正常的發揮支護功能，提高井下作業的安全性，提高了井下生產的安全性。結合電控系統，控制支架，具有自動化的控制優勢，在采煤及自動化控制系統的應用中，工作面實現無人操作的目標，增強了煤礦生產作業的安全性。

2.4 監督管理技術

在煤礦的安全生產中，要建立起監督管理的系統，提高煤礦生產的安全性和穩定性，在監督管理系統的功能下，及時發現安全隱患因素，改進安全隱患問題，設置傳感器，選擇具有較高靈敏度的傳感器裝置，完善煤礦安全生產監督管理系統的功能，使其形成監管作用，在選擇和布置傳感器時，應強調傳感器的功能性、高敏感性，要合理的選擇位置，對煤炭挖進運輸等各個環節進行監測，在煤礦機電一體化技術的應用下，煤礦安全生產的監管系統愈發完善。例如在巷道的支撐機械上和采掘機械上，以及運輸機械上，布置傳感器，能夠對系統的運轉情況進行監測，及時發現出現了故障問題或安全隱患問題的系統，并進行維護和后續的調整、維修，檢測支護設備。對巷道的地質結構情況進行檢測，了解其中是否存在較大的變化，以此預測風險，防范安全事故的發生，找到事故的隱患或前兆，保證煤礦生產的安全性。利用傳感器功能，建立安全生產的監控系統，存在著一定的弊端，因為傳感器的穩定性較差，使用壽命有限，在較為惡劣復雜的井下環境中，若是出現了傳感器穩定性被破壞等問題，將無法繼續進行煤礦生產的安全監管工作。因此繼續對先進的技術進行應用和借鑒，將國外的先進經驗引進到我國的煤礦生產中，是十分有必要的，要不斷地提高技術水平，增強煤礦安全生產的監督管理有效性，完善系統的功能，在煤礦機電技術的一體化應用和探索中，實現安全生產的目標。

3 結語

綜上所述，煤礦機電一體化技術的應用對于煤礦企業的安全生產和高效發展，有著深遠的意義和影響，是未來煤礦企業發展必然的探索和實踐方向。在煤礦機電技術的一體化應用中，煤礦的生產更加的智能化、信息化，煤礦生產的質量、效率均有所提高，充分地利用煤礦資源，為我國的工業生產、社會建設提供切實的資源保障和生產支持。