机电一体化技术在煤矿生产中的实践探析

张金川 王玉龙 子长县中达焦家沟煤业有限公司

机电一体化技术应用到煤矿开采中表现出较强的优势，能够实现对煤矿开采信息的实时监控，并将采集到的信息传输到显示设备，通过对采集信息的综合性分析，能够及时发现煤矿开采过程中的不良因素，从而促进煤矿开采效率和安全性提升。也正是机电一体化技术在应用中表现出来的众多优势，使得其在煤矿生产中得到较为广泛的应用。

一、机电一体化技术概述

机电一体化技术是一门包含自动控制技术、计算机技术、机械技术等多种技术的综合性技术。机电一体化是当下新型的技术之一，能够利用新兴的信息技术和计算机技术融入机械设备中。机电一体化技术可以优化原本的机械设备，使机械设备更加智能化。随着最近几年我国对煤炭开采设备的要求不断提高，机电一体化技术应用于煤矿开采的机械设备中似乎已经成为一大必然的趋势。

二、煤矿机电一体化技术的优势

（一）提升了机械设备操作的便捷性

煤矿生产中使用了大量的机电设备，需要通过相应的操作杆来操作机械设备。在进行设备控制时，需要进行合适力度的控制。若控制力度不当，则会导致设备不能按照预定方式工作。这在很大程度上增加了操作设备的入门难度，降低了生产效率。应用机电一体化技术后，可采用相应的电气设备来对机械设备进行操控。这样既可以更准确地控制机械设备，又可以大大降低设备操作的入门门槛。在进行操作时，工人只需要按相应的按钮就可实现对机械设备的准确快速操作。此外，机械设备上安装的监控和显示器有助于看清设备的运转情况，更便于对机电设备的操作。

（二）增强了设备的安全性

在煤矿生产过程中，机械设备会发生故障。在过去，对于机电设备的故障只能通过对设备进行检查或察觉设备运行的异常情况才能发现，这极大地增加了机械设备发生故障的可能性。当前，采煤设备的机电一体化程度正在不断提高，一些设备配置了电子控制系统。在采用机电一体化技术后，通过在机械设备上安装一些传感器采集设备运行的参数，就可及时发现设备故障。若设备的运行参数发生异常，相应的指示灯会异常或发出相应警报，可有效地避免安全事故的发生。例如：机械设备的温度过高时，机械设备上的温度显示器会变红，提示工作人员要注意安全。

（三）有助于提升经济效益

通过对机电一体化技术进行有效应用，能够在提升煤矿开采作业生产效率的同时，降低煤矿开采作业生产成本，使煤矿企业在开采作业过程中能够获得较高的经济收入。同时也有助于提升相关煤矿企业的综合竞争力，更好的适应当前社会发展所需。此外，在更为先进的机电一体化设备支持下，安全事故发生率降低，这也是保证煤矿企业健康持续发展的重要基础。

三、机电一体化技术在煤矿生产中的实践

（一）机电一体化技术在煤炭采掘过程中的应用

机电一体化技术在煤炭采掘过程中的应用主要可以表现在两方面，即掘进机和采煤机。首先，掘进机是出现在煤矿开采的掘进和回采环节中，这是煤矿开采的一个重要的生产环节，目前多采用“采掘并重，掘进先行”的方针。在这个过程中，应用机电一体化技术主要表现在以下三个方面，即负载反馈调速技术、掘进机行走调速技术、离机遥控技术和工况监测及故障诊断技术。所以，目前可以把机电一体化技术在以上三个方面的应用更加深入研究，这样能够使得整个煤矿开采的工作效率更高。其次，机电一体化技术还出现在采煤机中。电牵引采煤机是采煤机应用机电一体化技术的最佳代表。相比普通的采煤机，电牵引采煤机有以下特点：牵引力好，在采煤过程中提供牵引力，当遇到阻力时也能够继续前进。而且当电力出现问题的时候，还能够及时地通过电信号进行反馈。电牵引采煤机的工作性能的可靠性很强，使用的寿命也很长。由此可见，机电一体化技术在采煤机的应用对煤炭开采的作用很大。

（二）机电一体化技术在煤炭运输过程中的应用

在运输过程中，具有代表性的机电一体化技术的应用有带式输送机、煤矿运输提升机、斜井乘人装置这三方面。

（1）带式输送机主要应用在井下是输送过程中。主要是利用电液一体化、采用机这两种方式进行优化，这样可以大幅地提高输送机的灵敏度和可靠性。如果想进一步地优化机电一体化技术的应用，可以从在矿井主运煤皮带顺煤流启动的应用研究工作入手。实践已经证明，带式输送机与机电一体化技术结合能够更加有效地提高煤炭输送过程中的效率。

（2）煤矿运输提升机是在煤矿运输系统中最令人头疼的系统，因为在整个煤矿运输的过程中，其消耗的电量最大，而且传统模式下的煤矿运输提升机的稳定性也较差，常常因此影响工作的进度。但随着机电一体化技术应用其中，这些问题已经得到了很好的解决，现在的煤矿运输提升机已经广泛应用了数字化技术，并且改良了煤矿运输提升机的稳定性。

（3）斜井乘人装置以前最大的问题就是有关动力消耗方面的问题，现如今，应用机电一体化技术不仅降低了动力的消耗量，而且还提高了运行的稳定性以及安全性。

（三）检测系统

在煤矿开采的过程中，损伤检测系统占有重要部分，落后的检测技术容易受多种因素的共同影响，而且损伤检测的工作效率非常低，存在安全风险，严重阻碍煤矿企业的顺利发展，安全事故也时常发生。传统的检测都是利用目测的方式进行，既浪费很多的生产时间，精确度也不高。如果把机电一体化技术应用到检测系统中，不受传统思想的束缚，就可以非常高效的判断其强度和一些相关的技术指标，可以准确分析出设备的工作状态和磨损现象，还可以减少检测的时间，降低工人的工作量，提高检测设备的准确度，减少安全事故发生的次数，确保煤矿企业的安全生产。

（四）电控系统

提升机是开采煤矿时的关键设备，在采煤过程中发挥极其重要的作用，提升机的电控系统可以影响生产效率，一般情况下，电控系统发生严重老化现象，会影响煤矿的生产效率。应用机电一体化技术科学合理的设置煤矿的电控系统，并将其应用于采煤工作，再应用电控系统来提高工作效率，可以减少生产过程中的能源消耗。对电控系统的各种模块进行合成处理时，要根据具体的生产情况来提高提升机的工作状态，进而提高其工作效率，与此同时，提升机应用机电一体化技术可以有效调节设备的技术参数，而且对其进行安装非常方便，因此，在开采煤矿过程中进行推广和应用。

四、机电一体化的发展趋势

（1）数字化：目前，机电一体化已经渗透到各个领域。在信息技术迅速发展的前提下，将机电一体化技术应用到煤矿开采过程中，机电一体化将会朝着数字化方向逐渐发展。

（2）智能化：人工智能系统是包括认识、获取与利用这些基本知识的知识系统。煤矿机电设备有着像人一样逻辑思考的智能功能，能够自主决策，朝着更加智能化方向发展。

（3）绿色化：机电设备在生产与使用过程中要求非常严格，不仅要数字化与智能化，还要达到保护生态环境的目的，符合当下人类对环保与健康的要求，并且产品在淘汰与报废的时候要能够分解和再利用。这将是机电一体化发展中面临的一大挑战。

（4）网络化：煤矿机械一体化技术在应用过程中，煤矿机械设备的功能并不能体现一体化，随着网络技术的不断成熟甚至完善，将会使其更微型化，便于工作人员的维修与操作。其未来的发展前景一片光明，由机械自动化代替手工劳动是板上钉钉的。所以，机电一体化必然会向着网络化方向发展。

（5）模块化：所谓模块化就是研发出自上而下逐层把系统划分为若干模块的系统，使其带有变频机电一体化和调速的功能。

五、结束语

综上所述，面对快速发展的科学技术，煤矿工业也应当跟上时代发展的步伐，认识到传统生产作业存在的弊端和不足，并在生产作业方面做出改革创新，引入更多先进的机电一体化技术，改变传统煤矿生产作业形式，提升整体作业的安全性、经济性，以促进煤矿工业的持续健康发展。