浅谈煤矿机电一体化技术应用研究

李文龙（大同煤矿集团铁峰煤业公司，山西 朔州037200）

1 煤矿机电一体化技术及其应用作用

煤矿机电一体化技术集计算机、电气、电工电子、机械等技术于一体，在实现煤矿生产信息化、自动化等方面起到重要作用。煤矿机电一体化技术类型多样化，包括信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术[2]，优势作用鲜明的同时多样化。比如，检测传感器技术具有检测、传感、控制等功能，实时控制煤矿生产中的系统设备，自动操作的同时准确检测煤矿各个环节，动态监督以及实时反馈系统设备异常运行情况。又比如，自动控制技术可以划分为积分控制技术、比例控制技术等，要针对煤矿机电系统以及设备运行要求以及运行状态，优化利用机电一体化技术，在自动化控制基础上及时发现、妥善处理故障隐患问题，在风险预测、预警、诊断、处理等相互作用下实现煤矿高效生产。煤矿机电一体化技术的科学应用是对传统煤矿生产的转型、升级，保证煤矿生产安全的同时减少了作用到煤矿生产中的财力、物力、人力，提高煤矿生产效率的同时安全事故发生率以及生产成本最小化，煤矿资源开采、利用等环节得以优化，利于煤矿企业在综合效益持续提升基础上增强市场综合竞争力。

2 煤矿机电一体化技术的具体应用

在煤矿生产过程中，机电一体化技术的应用体现在多个方面，开采机械设备、安全生产监控系统、综合开发、煤矿资源运输等[3]，发挥多样化的优势作用。煤矿企业要在煤矿生产实践过程中优化煤矿机电一体化技术应用各环节，提高煤矿生产信息化水平。

2.1 应用到煤矿开采机械设备与掘进机

煤矿生产作业中掘进机是必不可少的关键性机械设备，要在应用机电一体化技术基础上优化煤矿资源掘进生产环节。在掘进机运行过程中，借助机电一体化技术，促使电气系统、液压系统相互作用的同时实现“机、电、液”一体化，将多个电气设备作用其中，比如，安全操作箱、防爆灯、矿用防爆电铃[4]，借力电气元件优势作用，让煤矿掘进机具有人机交互的功能。通过PLC 可编程控制器对煤矿掘进机硬件设备、软件系统进行一系列操作，比如，监测、控制、检查、保护，实时准确、详细显示系统软硬件运行参数、运行状态、故障信息数据等，在动态监督、精准反馈的基础上科学处理隐患问题，确保煤矿资源安全开采。此外，机电一体化技术频繁应用到开采机械设备中，采煤机、支护设备等，提高煤矿开采的安全系数、效率以及经济效益。比如，将机电一体化技术作用下的变频器、可编程控制器应用到600kW的电牵引采煤机，通过微机控制实现功率平衡以及转速同步，及时准确、详细显示采煤机应用中运行状态等信息数据，动态检测、诊断设备零部件应用中呈现的故障问题，自动化评估、处理的同时加大系统设备应用中风险以及故障高发环节管控力度，做好风险预测以及预警工作，在源头上将风险发生率最小化，全面提升采煤机的运行稳定性以及煤矿资源开采的经济效益。

2.2 应用到煤矿资源运输

在机电一体化技术应用中，煤炭资源运输是一大关键性环节，要深刻把握最新煤矿资源井上以及井下运输的具体要求、实际情况，在渗透机电一体化技术过程中深化煤矿资源运输装置，具备多样化的功能作用，自我保护、故障诊断等[5]，保证煤矿资源运输的安全以及质量。在应用机电一体化技术中更新、升级作用到煤矿资源运输中的系统设备，完善功能作用的同时提升整体性能，比如，将1.4m 强力皮带、3×560 kW 的驱动电机以及传输装置、成套电控装置应用到矿井中，促使煤矿资源运输中皮带机高效运转，降低故障发生系数的同时尽可能延长运输系统设备的使用寿命。在可控起动传输装置作用下，实时锁定离合器的同时对驱动系统联轴器以及齿轮进行冲击、过载等方面保护，在和其他装置相互作用过程中促使系统设备安全、稳定运行，保证开采的煤矿资源得到高质量传输。

2.3 应用到煤矿安全生产监控

由于煤矿生产环境复杂多变，存在较多的危险源以及不确定性因素，极易发生安全事故，造成严重人员伤亡以及经济损失，安全生产是煤矿企业必须高度重视的方面，要在应用机电一体化技术过程中实现煤矿生产信息化，在源头上保证煤矿生产的安全性。

以某地区煤矿为例，煤层厚度为4.26m，综合机械化采煤方法应用其中，工作面瓦斯涌出量为37.77m/min，瓦斯抽放率为44.13%，采用“二进一回”的通风形式，即皮带巷与轨道巷进风，尾巷回风。在煤矿开采过程中，工作面发生瓦斯爆炸安全事故，井下有438名矿工，74人死亡，120人受伤，8人为重伤，直接经济损失为2486.94万元。

针对这种情况，该煤矿企业在应用机电一体化技术的基础上加强工作面安全管理，细化剖析煤矿生产中安全事故、故障问题发生的具体情况，优化利用机电一体化技术，自动控制技术、信息处理技术等，构建安全监控系统的同时设置多个子系统，体现在煤矿环境安全、轨道运输、矿井人员定位、胶带运输、排水等方面，以安全风险为导向，科学设置功能模块、数据库，优化风险预测、预警、诊断、处理等环节，实时动态监控煤矿开采的各个环节，实现无人操作系统设备的同时自动检测、排查煤矿生产中的安全隐患以及故障问题。具体来说，借力环境安全监测监控这一子系统，全方位、立体化动态监测矿井内部环境各类气体含量，比如，一氧化碳、氧气、瓦斯气体[6]，在动态化监测、监控过程中实现多方面功能，比如，开停风机、开闭风门与风窗、声光报警，确保煤矿资源开采以及运输中实现高质量自动化操作，实时进行风机断电、矿井火灾等报警。通过矿井人员定位子系统实现跟踪定位、日常人员考勤等功能，加强煤矿生产信息化以及精细化管理，降低安全事故发生系数，避免煤矿开采以及运输中出现严重的人员伤亡。通过轨道运输监控子系统，动态监控煤矿生产中信号机的运行状态、运行速度、机车位置等，在远程调度、调控的基础上保证煤矿开采安全；通过排水监控子系统，高效控制煤矿生产中水仓水位、阀门开关、水泵开停等，借助供电监控子系统，有效监控煤矿生产中多方面参数，比如，电流、电压、功率，包括馈电开关运行情况、电网绝缘性能等，实时控制系统设备运行中产生的短路、断路等故障问题。此外，煤矿企业可以利用数控技术，有机联系作用到煤矿开采中的系统设备、数据库等，应用大数据关键性技术，深入挖掘、提取、筛选、分析、应用关键性信息数据，随时了解煤矿开采、运输等环节安全，在自动化监控过程中最大化降低安全事故以及故障问题的发生系数，有效控制煤矿生产成本的同时提高经济效益。

3 结语

总而言之，煤矿企业要在深刻把握煤矿机电一体化技术基础上针对煤矿生产实际情况，在实践过程中深入思考、探索，高效应用机电一体化技术的同时加大对煤矿生产的监督、监测、检测等力度，在防控各类风险的基础上提高煤矿生产的安全性、经济性，在煤矿资源高效利用中促进经济利润持续增长，增强煤矿企业市场核心竞争力，推动煤矿行业健康以及持续发展的同时更好地服务于地区经济建设发展。