機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的實(shí)踐探析

張金川 王玉龍 子長(zhǎng)縣中達(dá)焦家溝煤業(yè)有限公司

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦開(kāi)采中表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦開(kāi)采信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將采集到的信息傳輸?shù)斤@示設(shè)備，通過(guò)對(duì)采集信息的綜合性分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦開(kāi)采過(guò)程中的不良因素，從而促進(jìn)煤礦開(kāi)采效率和安全性提升。也正是機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用中表現(xiàn)出來(lái)的眾多優(yōu)勢(shì)，使得其在煤礦生產(chǎn)中得到較為廣泛的應(yīng)用。

一、機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)是一門包含自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等多種技術(shù)的綜合性技術(shù)。機(jī)電一體化是當(dāng)下新型的技術(shù)之一，能夠利用新興的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)融入機(jī)械設(shè)備中。機(jī)電一體化技術(shù)可以優(yōu)化原本的機(jī)械設(shè)備，使機(jī)械設(shè)備更加智能化。隨著最近幾年我國(guó)對(duì)煤炭開(kāi)采設(shè)備的要求不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦開(kāi)采的機(jī)械設(shè)備中似乎已經(jīng)成為一大必然的趨勢(shì)。

二、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）提升了機(jī)械設(shè)備操作的便捷性

煤礦生產(chǎn)中使用了大量的機(jī)電設(shè)備，需要通過(guò)相應(yīng)的操作桿來(lái)操作機(jī)械設(shè)備。在進(jìn)行設(shè)備控制時(shí)，需要進(jìn)行合適力度的控制。若控制力度不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不能按照預(yù)定方式工作。這在很大程度上增加了操作設(shè)備的入門難度，降低了生產(chǎn)效率。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，可采用相應(yīng)的電氣設(shè)備來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操控。這樣既可以更準(zhǔn)確地控制機(jī)械設(shè)備，又可以大大降低設(shè)備操作的入門門檻。在進(jìn)行操作時(shí)，工人只需要按相應(yīng)的按鈕就可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)確快速操作。此外，機(jī)械設(shè)備上安裝的監(jiān)控和顯示器有助于看清設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，更便于對(duì)機(jī)電設(shè)備的操作。

（二）增強(qiáng)了設(shè)備的安全性

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備會(huì)發(fā)生故障。在過(guò)去，對(duì)于機(jī)電設(shè)備的故障只能通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查或察覺(jué)設(shè)備運(yùn)行的異常情況才能發(fā)現(xiàn)，這極大地增加了機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的可能性。當(dāng)前，采煤設(shè)備的機(jī)電一體化程度正在不斷提高，一些設(shè)備配置了電子控制系統(tǒng)。在采用機(jī)電一體化技術(shù)后，通過(guò)在機(jī)械設(shè)備上安裝一些傳感器采集設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)，就可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。若設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)發(fā)生異常，相應(yīng)的指示燈會(huì)異?；虬l(fā)出相應(yīng)警報(bào)，可有效地避免安全事故的發(fā)生。例如：機(jī)械設(shè)備的溫度過(guò)高時(shí)，機(jī)械設(shè)備上的溫度顯示器會(huì)變紅，提示工作人員要注意安全。

（三）有助于提升經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠在提升煤礦開(kāi)采作業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低煤礦開(kāi)采作業(yè)生產(chǎn)成本，使煤礦企業(yè)在開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中能夠獲得較高的經(jīng)濟(jì)收入。同時(shí)也有助于提升相關(guān)煤礦企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，更好的適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展所需。此外，在更為先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備支持下，安全事故發(fā)生率降低，這也是保證煤礦企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的實(shí)踐

（一）機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭采掘過(guò)程中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭采掘過(guò)程中的應(yīng)用主要可以表現(xiàn)在兩方面，即掘進(jìn)機(jī)和采煤機(jī)。首先，掘進(jìn)機(jī)是出現(xiàn)在煤礦開(kāi)采的掘進(jìn)和回采環(huán)節(jié)中，這是煤礦開(kāi)采的一個(gè)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前多采用“采掘并重，掘進(jìn)先行”的方針。在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面，即負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)、掘進(jìn)機(jī)行走調(diào)速技術(shù)、離機(jī)遙控技術(shù)和工況監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)。所以，目前可以把機(jī)電一體化技術(shù)在以上三個(gè)方面的應(yīng)用更加深入研究，這樣能夠使得整個(gè)煤礦開(kāi)采的工作效率更高。其次，機(jī)電一體化技術(shù)還出現(xiàn)在采煤機(jī)中。電牽引采煤機(jī)是采煤機(jī)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的最佳代表。相比普通的采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)有以下特點(diǎn)：牽引力好，在采煤過(guò)程中提供牽引力，當(dāng)遇到阻力時(shí)也能夠繼續(xù)前進(jìn)。而且當(dāng)電力出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，還能夠及時(shí)地通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行反饋。電牽引采煤機(jī)的工作性能的可靠性很強(qiáng)，使用的壽命也很長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的應(yīng)用對(duì)煤炭開(kāi)采的作用很大。

（二）機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭運(yùn)輸過(guò)程中的應(yīng)用

在運(yùn)輸過(guò)程中，具有代表性的機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用有帶式輸送機(jī)、煤礦運(yùn)輸提升機(jī)、斜井乘人裝置這三方面。

（1）帶式輸送機(jī)主要應(yīng)用在井下是輸送過(guò)程中。主要是利用電液一體化、采用機(jī)這兩種方式進(jìn)行優(yōu)化，這樣可以大幅地提高輸送機(jī)的靈敏度和可靠性。如果想進(jìn)一步地優(yōu)化機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以從在礦井主運(yùn)煤皮帶順煤流啟動(dòng)的應(yīng)用研究工作入手。實(shí)踐已經(jīng)證明，帶式輸送機(jī)與機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合能夠更加有效地提高煤炭輸送過(guò)程中的效率。

（2）煤礦運(yùn)輸提升機(jī)是在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中最令人頭疼的系統(tǒng)，因?yàn)樵谡麄€(gè)煤礦運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，其消耗的電量最大，而且傳統(tǒng)模式下的煤礦運(yùn)輸提升機(jī)的穩(wěn)定性也較差，常常因此影響工作的進(jìn)度。但隨著機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，這些問(wèn)題已經(jīng)得到了很好的解決，現(xiàn)在的煤礦運(yùn)輸提升機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)，并且改良了煤礦運(yùn)輸提升機(jī)的穩(wěn)定性。

（3）斜井乘人裝置以前最大的問(wèn)題就是有關(guān)動(dòng)力消耗方面的問(wèn)題，現(xiàn)如今，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)不僅降低了動(dòng)力的消耗量，而且還提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性。

（三）檢測(cè)系統(tǒng)

在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，損傷檢測(cè)系統(tǒng)占有重要部分，落后的檢測(cè)技術(shù)容易受多種因素的共同影響，而且損傷檢測(cè)的工作效率非常低，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重阻礙煤礦企業(yè)的順利發(fā)展，安全事故也時(shí)常發(fā)生。傳統(tǒng)的檢測(cè)都是利用目測(cè)的方式進(jìn)行，既浪費(fèi)很多的生產(chǎn)時(shí)間，精確度也不高。如果把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到檢測(cè)系統(tǒng)中，不受傳統(tǒng)思想的束縛，就可以非常高效的判斷其強(qiáng)度和一些相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，可以準(zhǔn)確分析出設(shè)備的工作狀態(tài)和磨損現(xiàn)象，還可以減少檢測(cè)的時(shí)間，降低工人的工作量，提高檢測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確度，減少安全事故發(fā)生的次數(shù)，確保煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

（四）電控系統(tǒng)

提升機(jī)是開(kāi)采煤礦時(shí)的關(guān)鍵設(shè)備，在采煤過(guò)程中發(fā)揮極其重要的作用，提升機(jī)的電控系統(tǒng)可以影響生產(chǎn)效率，一般情況下，電控系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重老化現(xiàn)象，會(huì)影響煤礦的生產(chǎn)效率。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)科學(xué)合理的設(shè)置煤礦的電控系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于采煤工作，再應(yīng)用電控系統(tǒng)來(lái)提高工作效率，可以減少生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗。對(duì)電控系統(tǒng)的各種模塊進(jìn)行合成處理時(shí)，要根據(jù)具體的生產(chǎn)情況來(lái)提高提升機(jī)的工作狀態(tài)，進(jìn)而提高其工作效率，與此同時(shí)，提升機(jī)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，而且對(duì)其進(jìn)行安裝非常方便，因此，在開(kāi)采煤礦過(guò)程中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

（1）數(shù)字化：目前，機(jī)電一體化已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域。在信息技術(shù)迅速發(fā)展的前提下，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦開(kāi)采過(guò)程中，機(jī)電一體化將會(huì)朝著數(shù)字化方向逐漸發(fā)展。

（2）智能化：人工智能系統(tǒng)是包括認(rèn)識(shí)、獲取與利用這些基本知識(shí)的知識(shí)系統(tǒng)。煤礦機(jī)電設(shè)備有著像人一樣邏輯思考的智能功能，能夠自主決策，朝著更加智能化方向發(fā)展。

（3）綠色化：機(jī)電設(shè)備在生產(chǎn)與使用過(guò)程中要求非常嚴(yán)格，不僅要數(shù)字化與智能化，還要達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，符合當(dāng)下人類對(duì)環(huán)保與健康的要求，并且產(chǎn)品在淘汰與報(bào)廢的時(shí)候要能夠分解和再利用。這將是機(jī)電一體化發(fā)展中面臨的一大挑戰(zhàn)。

（4）網(wǎng)絡(luò)化：煤礦機(jī)械一體化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，煤礦機(jī)械設(shè)備的功能并不能體現(xiàn)一體化，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟甚至完善，將會(huì)使其更微型化，便于工作人員的維修與操作。其未來(lái)的發(fā)展前景一片光明，由機(jī)械自動(dòng)化代替手工勞動(dòng)是板上釘釘?shù)摹Ｋ?，機(jī)電一體化必然會(huì)向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（5）模塊化：所謂模塊化就是研發(fā)出自上而下逐層把系統(tǒng)劃分為若干模塊的系統(tǒng)，使其帶有變頻機(jī)電一體化和調(diào)速的功能。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，面對(duì)快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，煤礦工業(yè)也應(yīng)當(dāng)跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)存在的弊端和不足，并在生產(chǎn)作業(yè)方面做出改革創(chuàng)新，引入更多先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)，改變傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)作業(yè)形式，提升整體作業(yè)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，以促進(jìn)煤礦工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。