机电一体化技术在煤矿生产中的应用

王霞

冀中能源股份公司显德汪矿，河北 邢台 054000

引言

在我国，煤炭消耗占全国一次性能源消耗的60%以上，据着一次性能源消耗的第一位，且炭消费总量在未来相当长时期都将保持在较高水平。近年来，大批先进配套的设备被运用大煤炭的开采中，不仅提高了煤炭的开采效率，也极大地降低了安全事故的发生，煤矿开采的模式逐渐转变为煤矿机电一体化模式[1]。煤矿机电一体化指的是将多门现代科技技术有机的结合在一起，并运用到实际的煤矿开菜、挖掘工作中。了解机电一体化给煤矿产业带来的好处，分析煤矿机电一体化技术在未来的发展前景，不仅能增加企业的收益，而且会带动整个社会的经济发展。

1 机电一体化技术介绍

机电一体化的外文名词是Mechantronics，起源于日本，是日本人创造的英文名词，是由机械学“ mechanics”与电子学“ electronics”结合而成的拼缀词，意思为机械电子学，在我国则称之为机电一体化[2]。目前，国内外对机电一体化的涵义有各种各样的认识，其各自的出发点和着眼点不尽相同，再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。特别是21世纪以来，面对市场竞争日趋激烈,消费观念不断变化,人们对机电一体化产品的输出柔性、工作性能及可靠性等方面提出了越来越高的要求。机电一体化技术已成为一门新兴的多学科交叉技术，它是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等的综合技术[3]。

2 机电一体化技术在煤矿中的应用

近年来，我国煤炭行业煤炭产量逐年增加，对设备要求越来越高。机电一体化的发展和进步促进了其它技术的发展和进步，尤其是对煤炭生产系统产生了很大的冲击。应用机电一体化技术发展煤矿机电产品，大大改善了煤矿生产的工作环境、劳动强度及安全系数，是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径[4]。

1.1 机电一体化技术在煤矿掘进中的应用

掘进作为煤矿开采的基础工作，掘进的效率影响采煤的效率，为此在现代化矿井中将机电一体化技术应用于掘进中是必然的。掘进机是目前大多数煤矿广泛使用的掘进机械，其电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱、操作箱、压扣控制按钮、照明灯、三相异步电动机等组成的掘进机电气系统，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。

1.2 机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用

采煤工作面上电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿开采中的一个成功应用。近年来，我国电牵引采煤机的研发取得较大进展，在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上，进行二次开发，拥有了许多具有自主知识产权的换代产品。电牵引采煤机与液压牵引式采煤机相比，具有良好的动能、牵引特性，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。同时其具有操作方便、适用性强等特点。

1.3 机电一体化技术在煤炭装载中的应用

高产高效生产同时要求具有快速便捷的装载系统。将机电一体化技术应用于煤炭装载过程中，不仅解放了劳动力，提高了劳动生产率，而且保证了矿井的安全高效生产。

1.4 机电一体化技术在矿井提升、运输设备的应用

矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备，全数字化，交、直流提升机。特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械－电力电子－计算机－自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，具有硬件配置简单、互相兼容等特点。

目前现代化综合机械化采煤主要以皮带式输送为主，这种带式传输机具有远距离连续输送、大输送量、运行安全可靠、效率高和容易实现自动化的特点。在计算机控制系统的随时监控下，能够实现自我诊断和自我保护的功能。虽然在实现自动化方面还有所欠缺，但是在应用过程中已经得到了长足的发展和进步。

1.5 机电一体化技术在煤矿安全监控中的应用

煤矿安全生产是目前矿井重大任务之重中之重，监控安全生产系统就是煤矿机电一体化的一个重要运用。随着安全作业意识的不断提高，安全生产监控系统在煤矿作业中得到了广泛的推广。我国自主研发了一系列的监控系统，其中比较著名的是JK90和JK59系统。实践证明，安全监控系统在煤矿开采过程中起到了很大的作用。

3 煤矿机电一体化技术的发展趋势

煤矿机电一体化技术以其特有的高效、安全、适应性强等特点，在煤矿生产中得到了广泛的运用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，给煤矿产业带来了巨大的经济效益。目前，我国自行设计制造的煤矿机电一体化设备具有智能化、程序化和信息化的特点，以及设备操作、维护简便、性能可靠等优点。然而，我国煤矿机电一体化技术起步较晚，不论从技术方面，还是从设备方面和国外都有很大的差距。

煤矿机电一体化未来的发展趋势应该是研发具有自主知识产权的核心装置，以煤矿开采技术及配套装备为主，同时开发计算机能，以适应综合自动化的需要。计算机已经成为信息化时代的标志，未来科技发展的方向必然紧紧围绕着计算机发展，因此将计算机技术和煤矿产业紧密结合起来，开发出具有自主知识产权的煤矿机电一体设备将是未来发展的必然[5]。为保证矿井安全生产煤矿，机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点，器人具备智能化，更适合矿井工作，从而极大的降低煤矿行业中的安全风险。新一代机电一体化产品的使用将会大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也将实现其特定的价值。

4 结语

煤炭开采在我国的煤炭事业中占有重要地位，将机电一体化引入煤矿的开采中是势在必行的，也是发展所必需的。先进煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化的特点，以及体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点，使得这些机电设备在煤炭生产中得到广泛应用。作为煤矿企业信息化建设的重要支撑技术，煤矿机电一体化技术在掘、采、装载、运输、监控等方面的应用和推广，大力地推动我国煤矿综合生产力，创造了巨大的经济效益和社会效益。同时，为实现安全、高效、洁净、机械现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。

[1]机电一体化实用手册[ M ]. 北京， 2007,(1) .

[2]张旭. 煤矿机电一体化技术应用探究[J]. 中小企业管理与科技，2010.16.

[3]张念超. 我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J]. 学术探讨,2008(3)：97.

[4]孙长春.煤矿机电一体化技术研究进展[J].现代矿业,2009(4):11-14.

[5]米军学. 浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用[J]. 实用科技,2008（5）：246.