机电一体化技术在机械化采煤中的应用

姚所贵

（山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿，山西 吕梁 032100）

煤炭是一种重要的资源，保证对其的安全高效开采对于国家经济建设具有重要意义。经过多年发展，中国煤矿开采基本上实现了机械化，具体表现为普通机械化采煤技术和综合机械化采煤技术的大规模应用。机械化采煤最大的特点是在煤矿开采中采用大量的机械设备。

1 应用机电一体化系统优点

应用机电一体化系统的优点主要包括以下方面：其一，有利于对煤矿生产的效率提升。在煤矿生产过程中，将机电一体化技术应用其中，能够对传统生产模式改善，同时也能够对生产工作的稳定展开提供保障作用，促进整体生产效率的提升。传统人工操作需要花费长时间劳动，工作人员很容易在这一过程中出现疲劳感，从而导致较低的生产效率。将机械设备应用其中，能够对人工操作过程中存在的不足有效改善，对设备进行定期维修、养护即可保证设备运行的稳定性、安全性，增加企业生产的产量。其二，有利于增强煤矿生产的安全等级。在实际工作过程中对煤矿机电一体化技术有效应用，能够很好地保证安全的施工环境，进一步保障工作人员的人身安全。煤矿井下有较高的危险程度，且需要人工完成多项工作，加之工作压力影响，如果长期维持上述现状，很容易影响工作人员身心健康。在此基础上，矿井下方存在复杂的环境，随时都会出现突发事件，如塌陷、水害、爆炸等，借助机电一体化技术，能够对上述不足有效改善，增强煤矿生产安全等级。其三，有利于增加煤矿企业的经济效益。在生产中应用机电一体化技术，能够促进不同环节顺利开展的同时，还能够对煤矿企业的经济效益增加。借助机电一体化技术，能够转变一些人工操作为机械设备操作，提升煤矿生产效率，进一步增加企业的经济价值，促进企业未来发展的稳定性。因此在煤矿机电设备中对机电一体化系统有效应用，存在诸多方面的优点，在具体工作施工中，工作人员要结合生产实际情况，采取针对性的措施，保证煤矿机电设备运行的稳定性、安全性。

2 机械化采煤概述

机械化采煤顾名思义就是采用机械设备来进行煤炭开采。现在的机械化采煤主要可分为普通机械化采煤和综合机械化采煤两种，其使用的支护设备存在很大差别。普通机械化采煤采用单体液压支柱进行支护，综合机械化采煤采用液压支架进行支护。前者基本上未采用机电一体化技术，而后者基本已采用了成熟的机电一体化技术。普通机械化采煤矿井的年产量不超过百万吨，而综合机械采煤矿井的年产量可达千万吨，由此可见机电一体化技术对机械化采煤的效率有着较大的影响。

3 煤矿机电一体化产品在煤炭生产中的应用

3.1 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。

3.2 在支护设施上的应用

支护设施在煤矿生产过程中起着“安保”的作用，它在开掘在煤层巷道，保持巷道畅通、围岩稳定方面具有深远意义，可确保生产过程顺利进展。随着煤矿开采强度及范围的不断扩增，巷道布置出现了不同的发展方向，我们可以引入技术及示范工程，充分利用机电一体化技术对地质条件复杂、巷道埋深的情况进行妥善处理，更好地配合液压支架，实现高强度、高刚度、高可靠性、低支护密度的理想化标准，从而能够进一步展示支护效果，显著提高巷道掘进速度与工效。

3.3 应用于煤矿运输提升作业中

煤矿运输提升作业是煤矿生产过程中十分重要的环节，在作业过程中应用较多的方式为带式运输。在该种运输方式中，运输机设备与机电一体化技术之间的结合较为容易，且表现出运输量大、连续性高、运输距离较长等优势。在以往的煤矿运输机中主要应用的是TKD系列交流提升机电控系统，该系统主要由继电器、接触器等较为常规的触点器件进行控制，但面对煤矿生产作业中较为复杂的环境，常常表现出故障率高、稳定性差、控制精度较低等问题，使得煤矿运输提升作业的安全性受到较大的影响。在此背景之下，对煤矿运输提升机控制系统进行改造已成为一种必然，也因此出现了基于现代机电一体化技术的全数字变频控制系统，在该控制系统之中有效融入数字化技术、自动化技术、网络信息化技术等先进技术，对原有触点式控制模式进行全面改造，转变为交流同步电机、可控硅变流、数字调节控制、PLC控制、局域网信息传输、运行数据监控诊断为一体的智能化控制模式，使得煤矿运输提升机的控制精度和运行可靠性都有较大程度的提升。此外，还可将机电一体化技术应用到煤矿开采领域中的其它方面，如：应用到煤矿生产现场的供电系统之中，可有效提升供电系统的稳定性；应用到现场钢丝绳的损伤检测中，可有效提升钢丝绳损伤检测准确率，当前应用较多的有TCK钢丝绳损伤定量检测系统。

3.4 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。

4 结束语

在机械化采煤过程中，非常有必要应用机电一体化技术。机电一体化技术应用的优势在于提升了机械设备操作的便捷性，增强了设备的安全性及减轻了工人的劳动强度。机电一体化技术在煤矿开采中最为重要的是综采技术，而综采技术的核心在于液压支架的电液控制系统。液压支架的电液控制系统集计算机技术、通讯技术、控制技术、传感技术和液压技术为一体，主要负责液压支架的移动和支撑顶板，可实现液压支架的自移，极大地提高了煤炭开采效率。