機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用研究

石永濤

（冀中能源冀中股份東龐煤礦，河北 邢臺(tái) 054000）

所謂的機(jī)電一體化技術(shù)指的是機(jī)械電子相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容，如圖1所示，早期是由日本提出的。屬于一類機(jī)械方面學(xué)科和電子方面學(xué)科的總稱，其為一類跨科學(xué)綜合性的高新技術(shù)的范疇。機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)中囊括了機(jī)械領(lǐng)域的相關(guān)科技、電腦程序?qū)用娴南嚓P(guān)技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等多學(xué)科門類的技術(shù)及知識(shí)。早在20世紀(jì)70年代的末期，機(jī)電一體化先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際上的機(jī)械領(lǐng)域之中應(yīng)用。80年代，基于微電子相關(guān)技術(shù)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)逐漸出現(xiàn)并日趨成熟。特別是微處理相關(guān)的技術(shù)及信息處理方面的技術(shù)逐步應(yīng)用到了機(jī)械工程領(lǐng)域之中，煤礦領(lǐng)域的工程機(jī)械方面的機(jī)械電子工程相關(guān)產(chǎn)品的各項(xiàng)性能也獲得了顯著的提升，幫助煤礦領(lǐng)域的工程機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用達(dá)到了一個(gè)非常高效的時(shí)期。微電腦芯片控制系統(tǒng)屬于煤礦領(lǐng)域工程機(jī)械的一個(gè)核心部分，伴隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和升級(jí)，對(duì)于全世界煤炭行業(yè)所使用的各種煤礦開采挖掘機(jī)械的性能要求也在不斷提高。

圖1 煤礦機(jī)械設(shè)備使用的機(jī)電一體化技術(shù)原理圖

1 煤炭領(lǐng)域工程機(jī)械設(shè)備中機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在煤炭領(lǐng)域的工程機(jī)械之中，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以持續(xù)提升其技術(shù)方面的能力和水平，進(jìn)而促進(jìn)煤礦領(lǐng)域工程機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展和進(jìn)步。為此，煤炭領(lǐng)域需要大力加強(qiáng)對(duì)于工程機(jī)械裝備的實(shí)際應(yīng)用，并且煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員應(yīng)切實(shí)做好相關(guān)環(huán)節(jié)的落實(shí)工作，保證煤礦領(lǐng)域工程機(jī)械裝置中的機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)能夠穩(wěn)定地發(fā)揮其功能和作用，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員為煤礦企業(yè)贏得更豐厚的效益，減少各類不利影響因素[1]。煤礦機(jī)械微型計(jì)算機(jī)相關(guān)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 煤礦機(jī)械微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.1 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在煤礦機(jī)械掘進(jìn)機(jī)工作過程中的應(yīng)用

通常狀況下，我國(guó)絕大部分煤炭生產(chǎn)企業(yè)在煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)過程中都在使用重型工程機(jī)械裝備——掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)機(jī)能夠保證相關(guān)挖掘過程中的安全和工作執(zhí)行效率。煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員在實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)操作的過程中，相關(guān)工程技術(shù)人員需要把電氣方面的操作系統(tǒng)和液壓方面的控制系統(tǒng)有機(jī)融合，為后期相關(guān)的煤炭開采工序打下非常堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。對(duì)于掘進(jìn)機(jī)裝置中有關(guān)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，必須獲得煤炭生產(chǎn)企業(yè)的足夠重視，保證在實(shí)際執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)的時(shí)候能夠做好對(duì)應(yīng)的完善操作，進(jìn)而在最短的時(shí)間內(nèi)最大限度地確保該煤炭機(jī)械能夠進(jìn)行正常、平穩(wěn)及高效的工作。煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員可以更加行之有效地針對(duì)電動(dòng)機(jī)相關(guān)裝置實(shí)施自動(dòng)化控制，可以為后期其順利地運(yùn)行提供應(yīng)有的保障。煤礦機(jī)械掘進(jìn)機(jī)裝置如圖3所示。

圖3 煤礦機(jī)械掘進(jìn)機(jī)

1.2 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在煤礦機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

通常狀況下，我國(guó)絕大多數(shù)煤炭生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際作業(yè)過程中，各個(gè)負(fù)責(zé)對(duì)口部門為了保證每一道工序的工程機(jī)械裝置和設(shè)備運(yùn)行過程的安全性，還必須強(qiáng)調(diào)要強(qiáng)化其對(duì)生產(chǎn)作業(yè)過程的監(jiān)督和管理工作，可以使煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員更為完整地針對(duì)生產(chǎn)作業(yè)操作的每一個(gè)步驟實(shí)施及時(shí)的應(yīng)對(duì)和處理，最大限度地避免出現(xiàn)煤炭挖掘開采過程的各種問題，在減少各類影響要素的情況下，行之有效地應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)絕大多數(shù)煤炭生產(chǎn)企業(yè)在日常生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)程中普遍出現(xiàn)的各種技術(shù)弊端及不利狀況。此外，監(jiān)控系統(tǒng)中的機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員也能夠24 h持續(xù)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)情況進(jìn)行檢查，確保工程機(jī)械平穩(wěn)運(yùn)行[2]。

1.3 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在采煤機(jī)裝置中的實(shí)際應(yīng)用

采煤機(jī)是一類常規(guī)的工程機(jī)械裝備，煤礦機(jī)械是否能夠正常穩(wěn)定地進(jìn)行煤炭的開采，對(duì)于煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)際情況具有一定程度的影響。為此科學(xué)地把機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)有機(jī)融合到采煤機(jī)裝置之中，能夠優(yōu)化操作過程的相關(guān)環(huán)節(jié)，最大限度地降低阻力，防范煤礦領(lǐng)域生產(chǎn)過程的各類不良因素。借助電牽引類型的采煤機(jī)裝置，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員能夠借助電信號(hào)進(jìn)行停止作業(yè)。在通常狀況下隨著我國(guó)絕大多數(shù)煤礦挖掘開采作業(yè)進(jìn)度的不斷增加，各個(gè)煤層（薄煤層、中厚煤層等）極有可能發(fā)生“傾斜”的現(xiàn)象，如果角度處于40°～50°區(qū)間時(shí)，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員必須避免并防止開采過程中發(fā)生下滑的事故。因此在應(yīng)用機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的時(shí)候，煤礦領(lǐng)域的企業(yè)還需要加強(qiáng)重視程度，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員能夠保證最大限度地體現(xiàn)出機(jī)電一體化先進(jìn)技術(shù)的真實(shí)作業(yè)水平及工作效率，進(jìn)而確保煤礦井下采煤機(jī)、刮板機(jī)及液壓支架“三機(jī)配套”能夠使得各項(xiàng)作業(yè)正常進(jìn)行，加速煤礦領(lǐng)域的健康發(fā)展。煤礦機(jī)械采煤機(jī)如圖4所示。

圖4 煤礦機(jī)械采煤機(jī)

1.4 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在帶式輸送機(jī)裝置中的實(shí)際應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)中需要強(qiáng)化運(yùn)輸作業(yè)，確保整體執(zhí)行的效果。帶式輸送機(jī)裝置作為其中的核心設(shè)備，科學(xué)地運(yùn)用該裝置能夠有效支撐煤炭挖掘開采任務(wù)的實(shí)際需求，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員在條件非常惡劣的環(huán)境中工作，在這種工況下煤礦機(jī)械之一的帶式輸送裝置的各種參數(shù)性能及工作效率比較理想，能夠確保整體效率，并且適合長(zhǎng)期工作。為防止受到較大負(fù)荷的影響，需要結(jié)合相關(guān)的機(jī)電一體化技術(shù)，能夠從本質(zhì)上提升輸送機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)性能指標(biāo)，可順利實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)置的傳輸工作。CST可控型帶式輸送機(jī)裝置，能夠借助程序軟件實(shí)施操作控制，通常情況下在遠(yuǎn)距離傳輸工作中能夠全面體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，提升運(yùn)輸工作的執(zhí)行效率和安全穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段的帶式傳送機(jī)的整個(gè)生命周期規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中仍有很大層面的技術(shù)不足，這種技術(shù)缺陷對(duì)煤炭的日常運(yùn)輸過程的經(jīng)濟(jì)效益有比較顯著的影響。唯有持續(xù)對(duì)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)實(shí)施創(chuàng)新與升級(jí)，科學(xué)地和煤礦領(lǐng)域工程機(jī)械相結(jié)合，才能提升運(yùn)輸工作的質(zhì)量，使煤礦領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)一步獲得更好的效益。

1.5 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

一般情況下，提升機(jī)是我國(guó)絕大多數(shù)煤礦生產(chǎn)企業(yè)在煤炭開采進(jìn)程中必須大量、高頻使用的煤礦機(jī)械設(shè)備之一?，F(xiàn)階段，提升機(jī)在煤礦挖掘開采進(jìn)程中的作用是非常關(guān)鍵的。提升機(jī)具有非常高程度的機(jī)電一體化智能控制水平，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員利用機(jī)電一體化技術(shù)，可控制液壓防爆型提升機(jī)具有極其安全平穩(wěn)的調(diào)速比率，不僅可以進(jìn)行無窮極的調(diào)速，還能夠保證提升機(jī)在飛快運(yùn)轉(zhuǎn)的速度下還能穩(wěn)定地運(yùn)行，確保煤礦機(jī)械提升機(jī)的運(yùn)行效率[3]。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員在最短的時(shí)間內(nèi)最大限度地提升煤礦機(jī)械自動(dòng)化程度的目標(biāo)。

1.6 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在井下開關(guān)中的應(yīng)用

通常狀況下，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員日常在煤礦井下的作業(yè)環(huán)境是非常危險(xiǎn)及特殊的，電磁啟動(dòng)裝置具有煤炭安全中國(guó)強(qiáng)制認(rèn)證（CCC認(rèn)證）的外殼，是使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接技術(shù)進(jìn)行安裝固定的，該技術(shù)設(shè)置這個(gè)開關(guān)的時(shí)候運(yùn)用了微機(jī)控制技術(shù)來控制線路，開關(guān)速度極快，如果出現(xiàn)故障，維修也非常方便。與此同時(shí)，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員把機(jī)電一體化相關(guān)先進(jìn)技術(shù)中智能控制相關(guān)技術(shù)大范圍應(yīng)用至我國(guó)絕大多數(shù)煤礦的井下煤礦機(jī)械的開關(guān)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在最短的時(shí)間內(nèi)最大限度地減輕煤礦井下自動(dòng)化程度不高的不利情況。除此以外，一些煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)操作人員憑本身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來開展的工作，可能會(huì)出現(xiàn)對(duì)整體的礦井巷道內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備掌握程度不高的情況，這種情況也嚴(yán)重影響了礦井巷道及現(xiàn)場(chǎng)操作人員的人身安全。

2 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展進(jìn)步，各行各業(yè)對(duì)不可再生能源的消損也是持續(xù)提升的，這種情況就要求我國(guó)相關(guān)部門對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)給予高度重視。因?yàn)槊旱V機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員在每天的工作進(jìn)程中應(yīng)用的煤礦機(jī)械裝置是非常多的，然而煤礦機(jī)械的安全穩(wěn)定運(yùn)行與煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益緊密相連，所以要想保障機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，則應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙⑾冗M(jìn)技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，確保煤礦相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行?；诖耍旱V機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員科學(xué)使用機(jī)電一體化相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，能夠?yàn)槊旱V機(jī)械生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的質(zhì)量保證及大幅度促進(jìn)我國(guó)大型煤礦企業(yè)的健康平穩(wěn)發(fā)展。在通常狀況下，煤礦機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)研究的自動(dòng)化智能控制技術(shù)呈現(xiàn)出應(yīng)用廣泛的優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)也在最短的時(shí)間內(nèi)最大限度地提升了今后開采過程中的工作效率及煤炭品質(zhì)，為我國(guó)成為煤礦開采世界強(qiáng)國(guó)打下了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。