矿山机械中应用机电一体化技术的作用分析运用

蔺恩忠

摘要：主要簡单介绍了机电一体化的相关内容，阐述了矿山机械中机电一体化技术的应用作用，分析了矿山机械中机电一体化技术的运用，探讨了矿山机械中应用机电一体化技术的有效措施，研究了机电一体化技术在矿山机械中的应用前景，旨在加强对矿山机械中机电一体化技术运用的研究，充分发挥机电一体化技术作用，改变传统的矿山机械运用模式，提高矿山机械水平，从而推动矿山机械工程的可持续发展，实现综合效益最大化。

关键词：矿山机械  机电一体化  技术作用  有效措施

中图分类号：TD92

Function Analysis  andof the Application ofon the Function of Mechatronicals Technology in mMining Machinery and Its Application

LIN Enzhong

（Shandong GreatFangda Engineering Co.， Ltd.， Zibo， Shandong Province， 255100 China）

Abstract： This paper mainly briefly introduces the related content of mechatronics technology in mining machinery，. includingIt expounds the  application functoion of mechatronical technology in mining machinery，application of mechatronics in mining machinery， analyzes theits application in mining machinery of mechatronics technology in mining machinery， and discusses theits effective application measures in mining machinery of mechatronics technology in mining machineryon operation，. It， and studies theits application prospect of mechatronics  technology in mining machinerys in mining machinery， aims ing to strengthen the study of its mechatronics in mining machineryapplication of in mining machinerythe technology， give full play to theits role of mechatronics， change itsthe traditional application model ofin mining machinery ， and improve the level of mining machinery， so as to promote the sustainable development of mining machinery engineering， and maximize the comprehensive benefits.

Key Words： Mining machinery; MechatronicsMechanical and electrical integration; Technical function; Effective measures

近年来，随着我国社会经济的高速发展，矿山机械工程也随之蓬勃发展，取得了不错的成绩，受到人们的广泛关注。在科学技术日新月异的背景下，计算机信息技术被广泛应用于矿山机械中，矿山机械机电一体化已经成为当下发展的必然趋势，必须予以高度重视，不容忽视。机电一体化在矿山机械中运用，有着较高的应用价值，其以自动控制技术为基础，需参考矿山机械设备的工作原理。矿山机械机电一体化技术，涉及的关键技术较多，具有一定的复杂性，需要进一步对其进行研究，以全面了解机电一体化技术的作用，提高机电一体化技术应用水平。

1  矿山机械中机电一体化技术的应有作用

矿山机械中机电一体化技术的应用，具有重要作用，主要体现在以下几个方面。一是有利于提高矿山开采效率。相较于传统的矿山开采来说，机电一体化技术支持下的机械设备有着较高的自动化水平，对人为操作的依赖程度有所下降，这在一定程度上提升了设备运行效率，而且可减少人员伤亡，提高开采作业的安全性[1]。采矿机械设备的使用复杂程度被简化，对于一些重复性动作能够利用智能系统来进行自动化控制。二是有利于提高资源利用率。我国地大物博，有着丰富的矿藏资源，但是部分矿藏的开发难度较大，如若只是依赖于人工采矿很难取得良好的效果。而机电一体化技术的运用，则能够提高矿山机械设备水平，在一定程度上降低开采难度，有利于进一步推动矿产开采工作的发展，提高资源开采和利用水平[1]。三是有利于保障矿山开采安全。相较于传统的矿山机械来说，机电一体化技术下的机械设备运行安全系数更高，这是因为其智能化、自动化水平较高，能够有效监测作业环境下的实际情况，而且设备能够代替人工来开展一些危险性较高的工序，为人员作业提供了重要的安全保障。四是矿山机械中机电一体化技术的应用，有利于减少能源损耗。矿山机械设备的一体化，在一定程度上减少了无用功，节约了电能消耗，也降低了资金成本投入。

2 矿山机械中机电一体化技术的运用

2.1 矿井提升机中的运用

在矿山开采工程中，矿井提升机是重要的机械设备，其作用在于下放和提升开采人员、设备或矿石等。新技术的日新月异下，矿井提升机的类别越来越多，设备性能也逐步改善，充分运用了机电一体化技术。传统的矿井提升机自身空间非常小，设备运行效率不高，而且不具备较好的安全性[2]。而机电一体化技术基础下的矿井提升机具有较高的自动化水平，复杂井下、井上作业环境也能够使用较大体积的提升机，同时还配备了各类传感器和限制器，运行安全系数大大提升。矿井提升机在升、降运行时，各类传感器持续工作，能够直接向相关人员展示距离井口的位置，方便控制提升速度，保证提升的平稳性。ZTK（E）矿用防爆提升机电控装置包含两套PLV系统和两套测速装置。一套完成提升的主控功能，一套完成提升机的监控功能，两套系统实时数据交换，完成相互监控。电控装置中的“安全回路”采用硬软件设计和“双线制”设计。硬软件“安全回路”相互闭锁，同时动作。重大故障如过卷、超速、限速、减速等采用多重保护。电控装置具有半自动，手动和检修控制方式，能对提升机安全保护功能进行模拟测试。电控装置具备提升机的行程监控（行程保护、位置控制）和速度监控（速度保护和速度控制）功能。而且机电一体化技术运用后的矿井提升机还具备自我诊断能力，有利于操作人员全面了解设备的实际运行状况，对于可能发生的危险进行警报，一旦遇到危险能够自动制动设备[3]。

就目前而言，在矿井提升机中使用机电一体化技术，可联合运用芯片和PLC外端，这有利于从整体上来把控矿井提升机，充分发挥软件功能，加强对硬件和软件的保护，确保矿井提升机的正常运作，防止其发生转差冲击问题。机电一体化技术还可以针对提升操作系统设置相应的保护系统，有利于实时监测机械设备运行的各项参数，及时发现设备零件故障问题。

2.2采矿机中的运用

现如今的采掘机设备更加高科技，具备自动控制牵引转速的能力，同時还可以控制发电机负载，带有一系列的智能动作，如辅助作业、调高摇臂、挡板倾斜等，而且可及时检测一二十种设备故障，并做出提示，完整记录了采矿及实际运行中的各项参数，如电流参数、转速参数、压力参数等，有利于实时监测设备的运行状况。ZZK127煤矿用综采工作面自动控制装置采用变频器输出驱动牵引电机，实现煤机的牵引调速。使用了电流互感器、压力传感器、温度传感器、甲烷传感器等各种检测信号主控器进行处理，实现控制和保护；采用本安型遥控器，与内置电控箱中的接收装置组成无线遥控系统，实现对煤机的滚筒升降、破碎、牵引及急停等操作。主控制箱接收控制信息，进行逻辑判断，控制系统运行并在显示系统显示，端头站通过串口通信传递数据，进行数据存储、上传和查询操作。采矿机中变频调速技术的应用，在一定程度上提高了牵引转速的调节能力，有利于实现软启动，具备恒功率运转、恒牵引力功效[4]。

2.3支护设备中的运用

现代使用的支护设备大多都依赖于液压系统，而且设备具有电气控制功能，机电一体化技术在支护设备中有着较好的运用。液压支护对压力的调整是依赖于乳化液的控制，整个液压支护设备中贯穿了机电一体化技术的运用[5]。其中乳化液本站输出控制，决定了设备的压力数值，可通过系统来精确控制液压支护设备的启动、关闭。所设置的分布式床拿起系统，则有利于全面监控液压支护设备的实际运行情况，观察其是否存在压力的异常变化能够发出警示。液位的高度则受压力情况的影响，可通过液位传感器来进行检测，能够将监测数据直接上传到控制系统中。

以液压支撑电液控制为例，在矿井开采中所有升降机支撑活动，都需要通过多缸液压来完成，人工手动对多缸液压运动力度、速度进行控制，难以取得较为精准的效果，容易出现操作失误，这会降低采矿生产质量，引发安全问题。例如：ZDYZ 液压支架电液控制装置在液压支架改造上的应用，在原有片阀基础上进行改造，增加片阀驱动装置，压力传感器、倾角传感器、行程传感器、红外接收器等采集单元，实现电液控，结合系统内供电、控制、采集系统实现了有限或无线操控，实现单动作、成组、自动跟机、数据采集显示并上传等功能。在机电一体化技术运用后，液压支架系统逐步走向自动化，能够实施程序化的生产管理工作，克服了过去人力管理中的问题。液压支架电液自动系统由多个部分构成，主要有分支控制箱、泵、气压传感器、电液柜等。由主家用机对支架控制柜发出相应的支架操作指令，各类传感器来进行信息监控和反馈，为下个控制操作提供重要依据。同时，主家用机还具备自行编程和参数调控等功能，实现了智能化管控，可实现全自动采掘模式。

2.4带式传输机中的运用

带式传输机在矿井开采生产中起到了运送作用，其具备较高的工作效率，稳定性不错。随着科学技术水平的提升，现代带式运输机的功能也越发强大。由于矿井不同，输送倾角也有所不同，在一些较深、较大的矿井中运行带式运输机，必须把控好输送倾角，控制运送量，全面监测带式运输机的运行情况，否则一旦出现问题很容易中断运输工作[6]。机电一体化技术在带式传输机中运用，有利于实现对设备动力和启动程序的控制，而且还能够进行设备的异常情况自检工作。ZXX12矿用挂轨式巡检装置在皮带巷内的使用，可实现全面巡检、专项特训、定点监测几种模式，具有自动巡检延巷道内输送机托辊和滚筒异常诊断、自动监测输送机跑偏状况诊断、自动监测输送机输送物料异物识别、自动实时检测输送带表面损伤和纵撕诊断、自动实时检测输送机物料流量数据等功能。这些功能依赖于可编程控制器技术、传感器的应用，有利于及时发现输送问题，保证运输安全，在处理上更加灵活。

3 矿山机械中机电一体化技术运用的有效措施

3.1 融入绿色节能理念，规范技术发展战略

为在矿山机械中有效运用机电一体化技术，应当改变传统理念，贯彻落实绿色环保政策要求，坚持绿色节能理念，以降低矿山机械设备运行过程中的能源损耗，促进设备工作效率的提升，减少污染物排放量。可充分发挥电子信息控制器的作用，使用生物燃料，不断地提升机电一体化技术水平。

与此同时，还要进一步规范技术发展战略。相关人员要开放思维，围绕机电一体化技术的应用需求，来制定科学的开发策略。要确定所使用技术的科学性、合理性，从整体上统筹管理先进机电装置，制定完善的项目分配计划，灵活运用现代技术手段，以有效适应当下的环境变化。要基于电子信息科学技术，从多方面来设计先进机电设备，规划智能化运行，从而提升机电一体化的精度和自动化水平。

3.2 完善管理制度，建立健全人才培养机制

在矿山机械中运用机电一体化技术，应当制定完善的管理制度，建立健全的技术管理体系，以便于全面把控整个矿井的实际作业情况，使各项作业有据可循、有法可依，保障机械设备的安全运行，为矿山开采工作质量奠定扎实基础，充分发挥机电一体化科学技术的作用[7]。

除此之外，还要建立健全科学的人才培养机制。矿山机械机电一体化技术的应用，对相关操作人员的专业技能提出了更高要求。为避免人为操作失误，提高机电运行效率，则需要定期加强对相关人员的培养，帮助其掌握先进设备的操作方式，基于矿井生产过程来选择适宜的培训内容。同时强化人员的责任意识，使之认真投入于实际工作中，维护矿山机械设备的运行，降低设备故障率，突出机电一体化技术的应用价值。

4 结语

总而言之，在矿山机械中机电一体化技术有着广泛的应用，并且具有较高的应用价值。机电一体化技术支持下的矿山机械设备有着丰富的功能，而且运行效率非常高，运行过程也十分安全。

参考文献

[1]寇荟阔.机电一体化系统在矿山机械工程中的应用[J].世界有色金属，2023（2）：232-234.

[2]齐朋亮.机电一体化技术在矿山机械中的应用研究[J].建筑机械，2022（9）：54-57.

[3]陈明君.机电一体化技术在矿山机械中的应用[J].矿业装备，2021（5）：264-265.

[4]郑勇.机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用现状及发展趋势[J].现代矿业，2021，37（9）：191-193，202.

[5]李鸳.基于数字孪生的矿山机械装备复杂零件动态建模[J].机床与液压，2021，49（18）：160-165，192.

[6]丁恩杰，俞啸，廖玉波，等.基于物联网的矿山机械设备状态智能感知与诊断[J].煤炭学报，2020，45（6）：2308-2319.

[7]吴新佳.CAD/CAE技術在矿山机械中的应用：评《矿山机械CAD/CAE案例库》[J].矿业研究与开发，2020，40（1）：167.