機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用研究

李吉慶

摘要： 一直以來，礦產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，煤礦開采設(shè)備是否先進直接決定著開采效率。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國的礦產(chǎn)業(yè)的開采設(shè)備也在不斷的更新，逐步實現(xiàn)了機電一體化。本文通過分析機電一體化的應(yīng)用，進一步提出機電一體化在煤礦機械中的具體應(yīng)用以及未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 機電一體；煤礦機械：應(yīng)用

1 煤礦機電一體化技術(shù)探析

1.1 煤礦機電一體化技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系

控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和操作系統(tǒng)共同組成了煤礦機電系統(tǒng)。其中控制系統(tǒng)對機器人的位置、運動和軌跡進行準確的控制。目前常見的控制系統(tǒng)有開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動器、減速器和傳感器組成，目前流行的驅(qū)動器有電機、電氣和液壓等多種形式的驅(qū)動系統(tǒng)。礦山系統(tǒng)完成具體任務(wù)是在操作系統(tǒng)的支持下，操作系統(tǒng)通過提供各種命令能夠使得系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌h(huán)境做出適合的操作，從而保證作業(yè)的進行。

1.2 煤礦機電系統(tǒng)的價值

煤礦機電系統(tǒng)能夠使礦工遠離礦井中的不良環(huán)境，對工人的健康有著重要的意義。煤礦礦井一般充滿了煤塵和有害氣體，在這種潮濕的開采環(huán)境以下，煤礦工人要長時間、高工作量地作業(yè)，這就使得他們的生活質(zhì)量不能得到保證，也危害到了他們的身體健康。因此研制礦山機械設(shè)備能夠解放處于繁重體力勞動的工人。因此只要能夠根據(jù)具體的煤礦工作條件選擇恰當?shù)脑O(shè)備材料和結(jié)構(gòu)，就能夠使采礦設(shè)備適應(yīng)復(fù)雜的采礦環(huán)境。

2 機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用意義

2.1 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用是煤炭企業(yè)發(fā)展的必然需求

隨著社會經(jīng)濟一體化進程的深化以及企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的改革發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用已成為煤炭企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然需求，促進了煤礦現(xiàn)代化建設(shè)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展。隨著機電一體化技術(shù)在國際發(fā)展中的不斷完善以及我國對其重視程度的提升，在煤礦機械工程中的應(yīng)用已成為煤礦企業(yè)機電一體化技術(shù)應(yīng)用的典型代表。

2.2 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用有利于提高煤礦機械生產(chǎn)效率

目前，在我國煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中，雖然已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了機械化生產(chǎn)的全面覆蓋，但機械生產(chǎn)仍存在整體水平低下、工人勞動強度大、機械作業(yè)環(huán)境差、機械生產(chǎn)安全性不高等問

題。而實現(xiàn)煤礦機械機電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用，如傳送機、生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)等方面的應(yīng)用，可有效改善煤樣企業(yè)煤礦機械工程生產(chǎn)問題，有利于提升企業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，降低企業(yè)人力資源的浪費。

2.3 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用有利于煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)

機電一體化技術(shù)在煤礦安全監(jiān)督系統(tǒng)、后備保護設(shè)備等方面的應(yīng)用，有效提升了煤炭企業(yè)機械生產(chǎn)的安全性，降低了煤炭企業(yè)工作環(huán)境對員工的影響與傷害，推動了煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)理念的落實與優(yōu)化。

2.4 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用有利于煤礦企業(yè)

綜合效益的提升。機電一體化技術(shù)在煤礦企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，有效提升了企業(yè)綜合效益。例如，煤礦機械機電一體化生產(chǎn)，改善了傳統(tǒng)多粉塵、潮濕、暗冷環(huán)境下的人工作業(yè)；降低了工人的勞動強度，自動化操作提升了機械生產(chǎn)的安全性；改善了企業(yè)員工薪資待遇；為煤炭企業(yè)地方經(jīng)濟的發(fā)展提供了條件，如信息化維修、自動化操作、系統(tǒng)集成等行業(yè)得到了建設(shè)與發(fā)展。

3 煤礦機械中機電一體化的具體應(yīng)用

3.1 機電一體化在帶式輸送機中的應(yīng)用

傳統(tǒng)煤礦開采中，帶式輸送機主要作用于輸送挖掘開采出來的煤炭資源，這要求帶式輸送機必須具有較高的機械效率，能保證其連續(xù)輸送較長的距離?，F(xiàn)階段，帶式輸送機已經(jīng)成為中國煤礦企業(yè)作業(yè)過程中的主要的運輸設(shè)備。機電一體化技術(shù)的引進，使得帶式輸送機具備了自我保護以及故障定位等功能，在作業(yè)的過程中，節(jié)約了檢測員檢測故障的時間，大大提高了工作效率。此外，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，中國現(xiàn)已有1800多臺直徑超過2m的提升機，約90%以上的交流電提升機。這部分提升機中，絕大部分還是采用接觸一繼電器系統(tǒng)，因此，隨著機電一體化的發(fā)展，我們可以用可編程型PLC控制器替代之前的接觸一繼電器系統(tǒng)。它無須復(fù)雜的接口裝置與輸入輸出設(shè)備，操作比較方便，且具有較強的抗干擾能力，能在比較惡劣的環(huán)境中長時間工作。

3.2 機電一體化在采煤機中的應(yīng)用

采煤機是煤炭生產(chǎn)的核心部分，采煤機開采的速度直接影響煤炭開采的質(zhì)量和數(shù)量。在機電一體化技術(shù)應(yīng)用的大背景下，電牽引采煤機成為目前應(yīng)用最為廣泛的采煤機。它與傳統(tǒng)的液壓牽引系統(tǒng)不同之處在于其在發(fā)電、節(jié)約能源、控制及應(yīng)用方面有著較強的優(yōu)勢。憑借這些優(yōu)勢，在進行實際采煤作業(yè)的過程中，電牽引采煤機充分發(fā)揮強大的牽引功能，工作效率大幅度提升，此外，電牽引采煤機的操作也比較簡單，而且工作性能良好。

3.3 機電一體化在支護設(shè)備中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的支護設(shè)備以液壓控制為主，隨著機電一體化在支護設(shè)備中的應(yīng)用，目前，煤礦企業(yè)采煤工作支護設(shè)備通過將液壓控制與計算機技術(shù)有機的結(jié)合，向著電液控制的方向大步邁進。這一應(yīng)用實現(xiàn)了成組自動移架或定壓雙向鄰架，有效避免了支架與頂板產(chǎn)生的荷載沖擊?，F(xiàn)階段，中國較為廣泛的應(yīng)用的由乳化液泵站智能型自動配液系統(tǒng)與乳化液泵站智能型供液系統(tǒng)這兩部分構(gòu)成的乳化液智能型泵站。其不僅可以自動檢驗油箱內(nèi)部的油位高度，還可以自動調(diào)控液位高、低程度，自動配液，自動檢測乳化液濃度并及時校正濃度。

4 機電一體化在煤礦機械中應(yīng)用的發(fā)展方向

4.1 智能化發(fā)展方向

基于社會對煤炭企業(yè)機械生產(chǎn)的要求以及科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，機械工程自動化以及機電產(chǎn)品智能化的要求不斷提高，從而促進了機電產(chǎn)品的智能化發(fā)展。基于計算機機器人技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上的智能化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，將進一步實現(xiàn)煤礦機械機電一體化的完善，為煤炭企業(yè)機械化的發(fā)展提供全新的方向。

4.2 微型化發(fā)展方向

微型化主要是指煤礦機械中機電一體化技術(shù)向微觀領(lǐng)域以及微計算機方向的發(fā)展。機電一體化微型化系統(tǒng)的構(gòu)建，有利于進一步簡化機械操作程序，減少能源消耗，改變系統(tǒng)應(yīng)用元件體積，強化信息管理。

4.3 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已成為當今時代發(fā)展的主流趨勢，使人們的生活需求與企業(yè)生產(chǎn)需求之間產(chǎn)生了密切的聯(lián)系。在煤礦機械生產(chǎn)中，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展已成為新時期煤炭企業(yè)研究與思考的重點，有利于提升企業(yè)生產(chǎn)安全性，提高煤炭企業(yè)管理與經(jīng)營效率。

4.4 人性化發(fā)展方向。

人文精神以及人文理念的要求是我國企業(yè)改革發(fā)展的核心內(nèi)容，在煤礦機械生產(chǎn)中，對于機電產(chǎn)品的應(yīng)用應(yīng)在“為人民服務(wù)”的基礎(chǔ)上，進行不斷創(chuàng)新與完善，營造良好的工作環(huán)境，提升企業(yè)競爭優(yōu)勢。

4.5 綠色環(huán)保發(fā)展方向

“綠色生產(chǎn)”、“生態(tài)環(huán)境保護”已成為我國煤炭企業(yè)機械化生產(chǎn)建設(shè)的重要內(nèi)容，其中煤礦周邊環(huán)境的保護、水資源的再利用以及能源的節(jié)約是新時期煤礦機械機電一體化發(fā)展的必然需求，具有重要意義。

5 結(jié)束語

機電一體化在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用是社會化大生產(chǎn)的必然要求。時代發(fā)展的過程中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，企業(yè)也需要結(jié)合自身的發(fā)展提前做好準備。就目前而言，引進機電一體化技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的必然要求。機電設(shè)備的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的方向，煤炭企業(yè)要積極把握發(fā)展方向，同時高度注意“三化”背景下機械的安全性以及實際效率等各方面因素，才能夠保證煤礦企業(yè)健康有序的發(fā)展。

參考文獻

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