采礦過程中機電設備的應用探討

＊張存志

（山東能源棗莊礦業柴里煤礦 山東 277519）

1.機電設備概述

電動機械裝置，簡而言之，就是電力和機械的結合體。所謂的機電裝置，其實就是將電力裝置與機械裝置結合在一起，使電力轉化為其它能源的過程。機械裝備是指將電子和信息技術與已有機械相結合，實現機械智能化與自動化運行。在當前形勢下，礦山機械與電氣集成技術已逐漸成為礦山工業發展的新方向。因為大部分機電設備的IC規模較為龐大，大部分已經做到了自動化系統自檢、儀器傳感和自動控制等性能運用，因此，機電一體化能夠達到如下目的[1]。

一是通過對機械設備的集成，能夠實現對設備的實時監測。由于采礦工作一般都是在地下進行的，所以這里的地形和環境很容易導致設備出現故障。利用機電一體化技術，就可以對機械的使用狀態進行實時監測，從而發現問題，為裝備的維護提供一個可靠的基礎，幫助提高裝備的壽命。

二是機械與電氣相結合，提高了裝備的自動化程度，可以進行手動遙控，既能減輕工作的勞動量和難度，又能最大程度的節省公司的投資，還能自動調節裝備的安裝精度，將由于人為失誤造成的損耗降到最低[2]。

2.機電設備的發展現狀

(1)礦業在設備上的要求

目前，在煤礦開采過程中，因為經常出現安全事故，所以，采用和改造機械等裝備是非常必要的。采礦業對機械裝備的要求是：機械裝備應該具有優良的性能，耐腐蝕，可以在復雜的地下環境中工作。在采礦行業中，機電設備不允許超載，而且在運行和維護方面也比較簡單，在運用機電設備的時候，要保證它的可靠性，不僅僅是因為它的工作狀態很好，還需要監測井下工作的狀況，及時解決其中的問題，在對設備進行的自檢測中，也要保證它的可靠性，小型機電設備在建設中的應用時間要夠持久，并且在進行維護的時候，耗時短，保證其性能價格比較高，機電設備的設計要做到簡單快捷，要具備完整的功能，便于工作人員更好的應用[3]。

(2)機電設備應用于采礦過程當中的具體實踐

目前，在采礦業中，機電設備應用較為廣泛，并且其更新速度快，運用的領域也是日益拓展，在具體的運用過程中，主要內容有以下幾個方面：在采礦業中，對于公司的資金和實力有著相當高的需求，因此，政府一直都在鼓勵企業規模及業務類型持續廣泛。因此，目前情況下，傳統的人工和半人工的控制系統中，很難滿足當今時代發展的需要。因此，出現了一種智能的控制系統，它可以很好地解決采礦行業中的大規模控制問題。隨著國家在電力行業的發展，對采礦業發展來講也多有助益[4]。

在采礦過程中，傳輸技術的應用是十分關鍵的，直接影響到了能否最大限度地保證生產的效率和安全性。目前，在大部分種類與容量的機電設備中都采用了這種傳輸技術，其可以讓采礦的工作效率得到更好的提升，同時還可以減少設備損耗。目前，國內大部分煤炭企業都已經采用了電牽式采煤機來取代傳統的水力采煤機，與目前使用的水力采煤機相比，電力采煤機可以有效提高聯合作業的效率，并且在工作的穩定性上也得到了很大的改善，這對于工采礦業中的機械電動提升來說，無疑是一種很好的補充[5]。

(3)機電設備對于應用過程的要求

關于工作人員的需求：在機電設備，特別是在機電一體化的操作中，對工作人員的專業技術和職業素養有著比較高的要求。因此，有關公司一定要持續地強化對工作人員的技術培訓，避免因為各種錯誤而造成安全事故。對于硬件設備所具備的要求：因為在設計中，對機電一體化相關設備的要求較為細化與嚴苛，所以對于材料也有較高的標準，因此，一定要強化對機電設備材料的使用與選擇，以此來保證機電設備智能化與自動化水平得到有效提升[6]。

在采煤產業中，最常用的是電牽引采煤機設備，通過IC控制系統可以實現采煤機智能化控制。與常規裝置比較，電動拖曳式采煤裝置有以下優勢和劣勢：一是電力驅動采煤機裝備的特點是具有優良的拖曳特性，電力驅動采煤機在工作時可以持續地向其輸出拖曳力。二是電驅式采煤機可確保在開采中滑動時產生動力剎車，并在其主軸末端設置剎車以阻止機械滑落，在大傾角開采中具有明顯的優越性，可用于50°±10°的傾角開采。

礦山企業在生產過程中，所使用的各種機械、電氣等機械產品的使用，其各自的特點也各不相同。針對目前我國礦山建設項目中，礦山機械裝備的安全管理現狀，可以看出，大部分的機電設備管理部門都是以機電生產為主，利用機械生產來獲取更高的利潤，這就造成了對機械設備安全管理工作的忽視，從而對機械設備的安全使用產生了不利的影響。目前，礦山項目中所使用的各種機電裝置種類較多，對其運作的品質沒有統一的評判標準，同時，相關的安全管理者也缺乏對其進行規范化的管理以及對其進行安全管理的認識，這就極易造成其運作過程中的一些安全問題。另外，一些開采項目因為缺乏足夠的資本和經濟費用，無法對其進行快速的升級，加之沒有健全的機電設備安全防護裝置和設施，一方面，會造成在使用過程中出現較大的磨損和腐蝕，從而降低設備的工作效率和工作品質。同時，由于設備故障和短路等原因，也會給設備帶來潛在的安全風險，從而增加各種安全事件的可能性。

3.采礦工程中機電設備投入使用的意義

(1)機電設備現狀及發展方向

如今，智能化、自動化、國產化是目前我國機械工業發展的必然趨勢。當前，礦山機械裝備的發展速度很快，但與國際先進水平的差距還很大。一是自主研發水平不高，國內大部分機械裝備都能自主研發，但國內裝備的安全性、可靠性與國際先進水平相差甚遠，關鍵裝備的自主研發水平也不高。二是國內裝備的智能程度不高。所以在發展機電裝備的時候，應當著重于兩個方面：一是為了滿足現代自動化的要求，使礦業裝備系統機器化。二是對關鍵裝備進行國內制造，并研制出擁有自己知識產權的裝備。

(2)機電設備的應用意義

在采礦行業中，實行機電一體化是一項十分重要的工作，也是一項與社會發展相適應的工作。完成對采礦業機械裝備的升級與推廣，對提高開采工業的生產效率，提高開采的成本效益具有重要意義。在采礦業中得到了普遍的應用，這種應用不但讓傳統落后的采礦生產方式發生了變化，還可以在減少工作人員的工作時間和工作強度的同時，有效地提高生產產量，從而大大地提高開采行業整體的經濟效率。二是礦山企業的經營管理，減少了企業經營的風險。機電設備最明顯的特點就是它能夠實現自動化和智能化，替代工作人員從事具有高風險的工作，有效地減少事故的發生[7]。

4.采礦過程中機電設備的具體應用分析

(1)現代采礦業對設備的要求

當今煤礦生產中經常發生安全事件，對煤礦機械的應用以及對煤礦機械的技術改造已是刻不容緩。現代采礦行業對機電裝備提出了如下要求。

一是機電裝備本身應該具備良好的耐腐蝕性能，能夠在井下的復雜環境中工作。

二是采礦行業的機械、電氣等產品、電子設備的自重不能太大，維護、使用方便。

三是機械系統要有一定的可靠性，不但要保證機械系統工作的穩定性，還要保證對井下環境監測對數據的及時反饋，以及對儀器的自我檢測。

四是要保證機械、電氣的壽命周期較長、維護周期較短、性能價格比較高。五是機械和電氣裝置結構簡潔，使用方便，易于工作人員使用。

(2)機電設備在采礦過程中具體應用實踐

當前，采礦業機電設備的普及率已經很高了，而且設備的更新速度也很快，由于涉及的領域越來越廣，僅對其中四項技術的具體運用進行介紹。

一是煤礦企業的安全監測體系。因為采礦行業對公司的實力和資本都有很高的要求，所以政府一直都是鼓勵公司向大型規模發展。所以，目前采用的手動或半手動方式的控制方式，已不能滿足當前的要求。智能控制技術的誕生為采礦行業如何實現大規模生產提供了良好的途徑。

二是采用了AC傳輸技術。近年來，由于國家對礦井、礦山等領域的積極推動，使礦井調節技術得到了長足的發展。在煤礦企業中，傳輸技術的好壞直接影響著企業的安全與高效。當前，大多數型號、功率大小的電動機都采用了這種驅動方式，極大地改善了采礦工作的工作效率，減少了設備的損失。

三是在煤礦工業中實現了采煤機械和電氣一體化。當前，國內大多數的礦井都使用了電牽采煤機來取代常規的液壓式，其中，與常規的液壓式相結合，使機電化的電牽采煤機的工作效率有了很大的提升，并且其工作穩定性也更加出色。

四是煤礦井下提升機的電氣。在采礦行業中最具有機電代表意義具有機電水準的就是提升機，現在國內使用的提升機都是基于自動控制、工程通信、電子、機械、電力等多方面技術而進行的，具有較強的工作精度。采礦過程中機電設備運行圖如圖1所示。

圖1 采礦過程中機電設備運行圖

(3)機電設備應用要求

一是人才素質的問題。機電設備尤其是機電一體化，對工作人員的職業素養有很高的要求，所以有關的公司需要對上崗的工作人員進行系統的訓練，避免出現操作事故。二是應該具備相應的裝備和硬件條件。機電一體化裝備的設計較為精細，對所用材料有較高的需求，應加大對機電設備材料的研發與升級力度，為提高我國機電設備的自動化與智能化水平做出貢獻。

機電設備使用的是集成技術，因此對操作員的素質有很高的要求。有關的公司工作人員在開始進行機電操作前，一定要對操作員進行嚴格的訓練，防止出現操作方面的事故。使用機電設備在地下工作時，對設備的硬件有很大的需求，對設備所使用的材料也有很高的需求，因為設備比較緊湊，因此，對設備材料進行更新及研發，仍是提升機電設備自動化和智能化水平的重要環節[8]。

5.結束語

在開采過程中，大量地采用機電設備，是當今世界發展的主要趨勢。在我國，機電設備發展時間較晚，發展速度相對緩慢，雖然近些年來，我國機電設備在采礦工業有較大發展，但是依然存在起步較晚，核心技術不足等問題，為此，應該要把握當前的發展機遇，大力培育機電設備高素質人才，加大對機電設備的建設材料和自動化、智能化研究，努力追趕世界上的機電設備，為社會主義經濟建設發展提供根本保障。