礦山機械中應用機電一體化技術的作用分析運用

摘要：主要簡單介紹了機電一體化的相關內容，闡述了礦山機械中機電一體化技術的應用作用，分析了礦山機械中機電一體化技術的運用，探討了礦山機械中應用機電一體化技術的有效措施，研究了機電一體化技術在礦山機械中的應用前景，旨在加強對礦山機械中機電一體化技術運用的研究，充分發揮機電一體化技術作用，改變傳統的礦山機械運用模式，提高礦山機械水平，從而推動礦山機械工程的可持續發展，實現綜合效益最大化。

關鍵詞：礦山機械""機電一體化""技術作用""有效措施

中圖分類號：TD92

Function"Analysis""andof"the"Application"ofon"the"Function"of"Mechatronicals"Technology"in"mMining"Machinery"and"Its"Application

LIN"Enzhong

（Shandong"GreatFangda"Engineering"Co.，"Ltd.，"Zibo，"Shandong"Province，"255100"China）

Abstract："This"paper"mainly"briefly"introduces"the"related"content"of"mechatronics"technology"in"mining"machinery，."includingIt"expounds"the""application"functoion"of"mechatronical"technology"in"mining"machinery，application"of"mechatronics"in"mining"machinery，"analyzes"theits"application"in"mining"machinery"of"mechatronics"technology"in"mining"machinery，"and"discusses"theits"effective"application"measures"in"mining"machinery"of"mechatronics"technology"in"mining"machineryon"operation，."It，"and"studies"theits"application"prospect"of"mechatronics""technology"in"mining"machinerys"in"mining"machinery，"aims"ing"to"strengthen"the"study"of"its"mechatronics"in"mining"machineryapplication"of"in"mining"machinerythe"technology，"give"full"play"to"theits"role"of"mechatronics，"change"itsthe"traditional"application"model"ofin"mining"machinery"，"and"improve"the"level"of"mining"machinery，"so"as"to"promote"the"sustainable"development"of"mining"machinery"engineering，"and"maximize"the"comprehensive"benefits.

Key"Words："Mining"machinery;"MechatronicsMechanical"and"electrical"integration;"Technical"function;"Effective"measures

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，礦山機械工程也隨之蓬勃發展，取得了不錯的成績，受到人們的廣泛關注。在科學技術日新月異的背景下，計算機信息技術被廣泛應用于礦山機械中，礦山機械機電一體化已經成為當下發展的必然趨勢，必須予以高度重視，不容忽視。機電一體化在礦山機械中運用，有著較高的應用價值，其以自動控制技術為基礎，需參考礦山機械設備的工作原理。礦山機械機電一體化技術，涉及的關鍵技術較多，具有一定的復雜性，需要進一步對其進行研究，以全面了解機電一體化技術的作用，提高機電一體化技術應用水平。

1""礦山機械中機電一體化技術的應有作用

礦山機械中機電一體化技術的應用，具有重要作用，主要體現在以下幾個方面。一是有利于提高礦山開采效率。相較于傳統的礦山開采來說，機電一體化技術支持下的機械設備有著較高的自動化水平，對人為操作的依賴程度有所下降，這在一定程度上提升了設備運行效率，而且可減少人員傷亡，提高開采作業的安全性[1]。采礦機械設備的使用復雜程度被簡化，對于一些重復性動作能夠利用智能系統來進行自動化控制。二是有利于提高資源利用率。我國地大物博，有著豐富的礦藏資源，但是部分礦藏的開發難度較大，如若只是依賴于人工采礦很難取得良好的效果。而機電一體化技術的運用，則能夠提高礦山機械設備水平，在一定程度上降低開采難度，有利于進一步推動礦產開采工作的發展，提高資源開采和利用水平[1]。三是有利于保障礦山開采安全。相較于傳統的礦山機械來說，機電一體化技術下的機械設備運行安全系數更高，這是因為其智能化、自動化水平較高，能夠有效監測作業環境下的實際情況，而且設備能夠代替人工來開展一些危險性較高的工序，為人員作業提供了重要的安全保障。四是礦山機械中機電一體化技術的應用，有利于減少能源損耗。礦山機械設備的一體化，在一定程度上減少了無用功，節約了電能消耗，也降低了資金成本投入。

2"礦山機械中機電一體化技術的運用

2.1"礦井提升機中的運用

在礦山開采工程中，礦井提升機是重要的機械設備，其作用在于下放和提升開采人員、設備或礦石等。新技術的日新月異下，礦井提升機的類別越來越多，設備性能也逐步改善，充分運用了機電一體化技術。傳統的礦井提升機自身空間非常小，設備運行效率不高，而且不具備較好的安全性[2]。而機電一體化技術基礎下的礦井提升機具有較高的自動化水平，復雜井下、井上作業環境也能夠使用較大體積的提升機，同時還配備了各類傳感器和限制器，運行安全系數大大提升。礦井提升機在升、降運行時，各類傳感器持續工作，能夠直接向相關人員展示距離井口的位置，方便控制提升速度，保證提升的平穩性。ZTK（E）礦用防爆提升機電控裝置包含兩套PLV系統和兩套測速裝置。一套完成提升的主控功能，一套完成提升機的監控功能，兩套系統實時數據交換，完成相互監控。電控裝置中的“安全回路”采用硬軟件設計和“雙線制”設計。硬軟件“安全回路”相互閉鎖，同時動作。重大故障如過卷、超速、限速、減速等采用多重保護。電控裝置具有半自動，手動和檢修控制方式，能對提升機安全保護功能進行模擬測試。電控裝置具備提升機的行程監控（行程保護、位置控制）和速度監控（速度保護和速度控制）功能。而且機電一體化技術運用后的礦井提升機還具備自我診斷能力，有利于操作人員全面了解設備的實際運行狀況，對于可能發生的危險進行警報，一旦遇到危險能夠自動制動設備[3]。

就目前而言，在礦井提升機中使用機電一體化技術，可聯合運用芯片和PLC外端，這有利于從整體上來把控礦井提升機，充分發揮軟件功能，加強對硬件和軟件的保護，確保礦井提升機的正常運作，防止其發生轉差沖擊問題。機電一體化技術還可以針對提升操作系統設置相應的保護系統，有利于實時監測機械設備運行的各項參數，及時發現設備零件故障問題。

2.2采礦機中的運用

現如今的采掘機設備更加高科技，具備自動控制牽引轉速的能力，同時還可以控制發電機負載，帶有一系列的智能動作，如輔助作業、調高搖臂、擋板傾斜等，而且可及時檢測一二十種設備故障，并做出提示，完整記錄了采礦及實際運行中的各項參數，如電流參數、轉速參數、壓力參數等，有利于實時監測設備的運行狀況。ZZK127煤礦用綜采工作面自動控制裝置采用變頻器輸出驅動牽引電機，實現煤機的牽引調速。使用了電流互感器、壓力傳感器、溫度傳感器、甲烷傳感器等各種檢測信號主控器進行處理，實現控制和保護；采用本安型遙控器，與內置電控箱中的接收裝置組成無線遙控系統，實現對煤機的滾筒升降、破碎、牽引及急停等操作。主控制箱接收控制信息，進行邏輯判斷，控制系統運行并在顯示系統顯示，端頭站通過串口通信傳遞數據，進行數據存儲、上傳和查詢操作。采礦機中變頻調速技術的應用，在一定程度上提高了牽引轉速的調節能力，有利于實現軟啟動，具備恒功率運轉、恒牽引力功效[4]。

2.3支護設備中的運用

現代使用的支護設備大多都依賴于液壓系統，而且設備具有電氣控制功能，機電一體化技術在支護設備中有著較好的運用。液壓支護對壓力的調整是依賴于乳化液的控制，整個液壓支護設備中貫穿了機電一體化技術的運用[5]。其中乳化液本站輸出控制，決定了設備的壓力數值，可通過系統來精確控制液壓支護設備的啟動、關閉。所設置的分布式床拿起系統，則有利于全面監控液壓支護設備的實際運行情況，觀察其是否存在壓力的異常變化能夠發出警示。液位的高度則受壓力情況的影響，可通過液位傳感器來進行檢測，能夠將監測數據直接上傳到控制系統中。

以液壓支撐電液控制為例，在礦井開采中所有升降機支撐活動，都需要通過多缸液壓來完成，人工手動對多缸液壓運動力度、速度進行控制，難以取得較為精準的效果，容易出現操作失誤，這會降低采礦生產質量，引發安全問題。例如：ZDYZ"液壓支架電液控制裝置在液壓支架改造上的應用，在原有片閥基礎上進行改造，增加片閥驅動裝置，壓力傳感器、傾角傳感器、行程傳感器、紅外接收器等采集單元，實現電液控，結合系統內供電、控制、采集系統實現了有限或無線操控，實現單動作、成組、自動跟機、數據采集顯示并上傳等功能。在機電一體化技術運用后，液壓支架系統逐步走向自動化，能夠實施程序化的生產管理工作，克服了過去人力管理中的問題。液壓支架電液自動系統由多個部分構成，主要有分支控制箱、泵、氣壓傳感器、電液柜等。由主家用機對支架控制柜發出相應的支架操作指令，各類傳感器來進行信息監控和反饋，為下個控制操作提供重要依據。同時，主家用機還具備自行編程和參數調控等功能，實現了智能化管控，可實現全自動采掘模式。

2.4帶式傳輸機中的運用

帶式傳輸機在礦井開采生產中起到了運送作用，其具備較高的工作效率，穩定性不錯。隨著科學技術水平的提升，現代帶式運輸機的功能也越發強大。由于礦井不同，輸送傾角也有所不同，在一些較深、較大的礦井中運行帶式運輸機，必須把控好輸送傾角，控制運送量，全面監測帶式運輸機的運行情況，否則一旦出現問題很容易中斷運輸工作[6]。機電一體化技術在帶式傳輸機中運用，有利于實現對設備動力和啟動程序的控制，而且還能夠進行設備的異常情況自檢工作。ZXX12礦用掛軌式巡檢裝置在皮帶巷內的使用，可實現全面巡檢、專項特訓、定點監測幾種模式，具有自動巡檢延巷道內輸送機托輥和滾筒異常診斷、自動監測輸送機跑偏狀況診斷、自動監測輸送機輸送物料異物識別、自動實時檢測輸送帶表面損傷和縱撕診斷、自動實時檢測輸送機物料流量數據等功能。這些功能依賴于可編程控制器技術、傳感器的應用，有利于及時發現輸送問題，保證運輸安全，在處理上更加靈活。

3"礦山機械中機電一體化技術運用的有效措施

3.1"融入綠色節能理念，規范技術發展戰略

為在礦山機械中有效運用機電一體化技術，應當改變傳統理念，貫徹落實綠色環保政策要求，堅持綠色節能理念，以降低礦山機械設備運行過程中的能源損耗，促進設備工作效率的提升，減少污染物排放量。可充分發揮電子信息控制器的作用，使用生物燃料，不斷地提升機電一體化技術水平。

與此同時，還要進一步規范技術發展戰略。相關人員要開放思維，圍繞機電一體化技術的應用需求，來制定科學的開發策略。要確定所使用技術的科學性、合理性，從整體上統籌管理先進機電裝置，制定完善的項目分配計劃，靈活運用現代技術手段，以有效適應當下的環境變化。要基于電子信息科學技術，從多方面來設計先進機電設備，規劃智能化運行，從而提升機電一體化的精度和自動化水平。

3.2"完善管理制度，建立健全人才培養機制

在礦山機械中運用機電一體化技術，應當制定完善的管理制度，建立健全的技術管理體系，以便于全面把控整個礦井的實際作業情況，使各項作業有據可循、有法可依，保障機械設備的安全運行，為礦山開采工作質量奠定扎實基礎，充分發揮機電一體化科學技術的作用[7]。

除此之外，還要建立健全科學的人才培養機制。礦山機械機電一體化技術的應用，對相關操作人員的專業技能提出了更高要求。為避免人為操作失誤，提高機電運行效率，則需要定期加強對相關人員的培養，幫助其掌握先進設備的操作方式，基于礦井生產過程來選擇適宜的培訓內容。同時強化人員的責任意識，使之認真投入于實際工作中，維護礦山機械設備的運行，降低設備故障率，突出機電一體化技術的應用價值。

4"結語

總而言之，在礦山機械中機電一體化技術有著廣泛的應用，并且具有較高的應用價值。機電一體化技術支持下的礦山機械設備有著豐富的功能，而且運行效率非常高，運行過程也十分安全。

參考文獻

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[7]吳新佳.CAD/CAE技術在礦山機械中的應用：評《礦山機械CAD/CAE案例庫》[J].礦業研究與開發，2020，40（1）：167.