浅议煤矿机电一体化技术的应用与发展

浅议煤矿机电一体化技术的应用与发展

孙玉玺李伟吴风辰

龙口矿业有限公司山东省烟台市265700

摘要：随着我国经济的快速发展，各行各业对于能源的需求呈稳步增长的态势。作为我国能源结构的重要组成部分，煤炭生产对于我国经济建设的重要性越来越大。在煤矿生产中引入机电一体化技术可以极大地改善了煤矿作业的条件，使煤矿生产过程变得高效和安全。在实际工作中，需要对并对煤矿机电一体化技术使用中出现的问题进行研究，针对相关问题提出合理的解决方案，从而确保煤矿生产更加顺利地开展。

关键词：煤矿；机电一体化技术；应用；发展

1机电一体化技术概述

机电一体化技术综合了很多学科，是对多方面知识的综合。它的应用并不是简单地用机械设施取代人工操作，机电一体化技术的重点是将机械设备操控技术与智能化网络以及数控技术有条不紊地结合在一起，使它们分别发挥作用。机电一体化的出现和应用不但对煤矿行业的发展起到了促进作用，还在一定程度上给整个社会带来了福祉，一体化的应用提高了生产力，提高了产品在市场上的竞争力。

2机电一体化技术对煤矿生产的意义

2.1大幅度提高工作效率

传统的煤矿开采基本是依靠人工来完成的。由于煤矿开采本身是一个危险和复杂的生产过程，传统煤矿开采劳动强度非常大，劳动过程危险性比较高，劳动效率低下。随着机电一体化技术在煤矿生产中的广泛应用，从事煤矿生产的工作人员的劳动强度大为降低，劳动的积极性和劳动效率得到改善，极大地提高了煤炭的产量，为煤炭企业带来了可观的收益。

2.2提高了生产的安全性

煤矿生产过程中存在的不确定因素非常多，安全事故时有发生。试想一下处在煤矿生产一线的工人每时每刻都为自身的安全担忧，又怎么会全身心地投入生产中呢。在煤矿生产中引入机电一体化技术，极大地改善了煤矿生产的作业环境，使传统落后、低效、危险的生产模式发生了根本的转变，工人的安全得到了有效的保障，工作热情大为提高，生产效率随之也提升，形成了一个良性的化学反应。

2.3增加了劳动收入

传统的煤矿生产工艺不仅生产环境恶劣，生产效率低下，充满了很多危险，且煤矿企业和一线工人的收入也不高。在煤矿生产中引入机电一体化技术，极大地提高了劳动生产效率和安全性，必然会增加煤炭的产量。煤炭产量得到有效提升后，必然会给企业和工人创造更多的财富和收入。收入的增加必将调动企业和工人的积极性，以更好地开展生产。

2.4煤矿生产向绿色生产转变

随着我国对于环境保护重视程度越来越高，在各行各业中进行绿色生产已经成为一种趋势。煤矿生产作为能源生产的重要组成部分，在制造能源的同时也对环境产生了不小的污染，实现煤矿绿色生产势在必行。机电一体化技术引入煤矿生产，极大地改善了煤矿生产的作业环境，同时减少了传统人工生产不必要的能源消耗，对于环境污染也有所减轻，使煤矿生产逐步向绿色生产转变，从而满足国家环境保护的要求。

3机电一体化技术在煤矿开采中的应用

3.1在掘进机中的应用

目前，掘进机是我国煤矿开采过程中不可或缺的机械技术，掘进机电气系统主要是由矿用隔爆型电铃、矿本质安全型操作箱、矿用隔爆兼安全型开关箱、隔爆照明灯等构成。将煤矿机电一体化技术应用到掘进机中，不仅可以实现对主控制器的保护与控制，而且还具备故障记忆功能，只需借助两芯通讯电缆就能够实现对整个系统的控制。将煤矿机电一体化技术应用到掘进机中，具有多方面的优点，如较强的显示功能、全新的设计理念、保护功能齐全、安装简便、结构紧凑等，同时还可以对短路、油泵、二运电机的过压、三相不平衡等事项进行有效地监控与保护，准确的显示各个电机的实际工作电压、运行状态及故障信息等信息。

3.2在提升机中的应用

目前，矿井提升机已经逐渐成为煤矿机电一体化发展过程中应用率最高的设备。借助PCL编程控制器能对提升机的多项功能进行有效地改善和控制，确保提升机的正常、高效运行。在煤矿开采过程中，应用最多的是全数字化交直流提升机，将滚筒和驱动有效的结合在一起，充分体现了机械-计算机-电力电子-自动控制的综合应用。同时，全数字化交直流提升机用总线方式，实现了对电器安装的有效简化，而且硬件配置相对简单，可以实现互相兼容。我国自主研发的全数字化提升机中，ASCS是核心部分，是一套由双CPU构成的计算机系统，具有操作简便、性能先进、准确可靠等特点，在煤矿开采中得到了广泛应用。

3.3在采煤机中的应用

在煤矿开采过程中，电牵引采煤机得到了广泛的应用，其与常规液压牵引采煤机对比可以发现其具有多方面的特点，具体表现为以下几个方面：1）良好的牵引特性，能够在采煤机前进过程中为其提供足够的牵引力，从而有效地克服阻力移动。2）在牵引电动机轴端配备了停机时避免机器出现下滑的制动器，适用于大倾角煤层，如40°~50°倾角的煤层。3）反应灵敏，动态特性好，根据实际情况对各项参数进行实时调整，有效的避免了采煤机超载运行。4）运行可靠，使用寿命长。液压牵和电牵引存在一定的差异，后者除了电动机的整流子和电刷有磨损外，其他元件均不会出现磨损，因此诱发的故障较少，使用寿命较长。5）电牵引采煤机尺寸小、结构简单、重量轻，其电能转换为机械能的效率达到了99%，但是液压采煤机仅为65%~70%。

3.4在支护设备中的应用

在煤矿开采过程中，液压支架是比较常用的支护设备。随着机电一体化技术的发展，将液压控制与计算机技术有效地结合在一起，形成了定压双向邻架，不仅可以避免对支架与顶板的冲击荷载，而且其最快移动速度可以达到3s一架。在液压支护设备中，乳化液泵是常用的高压液体装置，能够为液压支架提供所需的供液能力。智能型乳化液泵站系统是我国自主研发和生产的高压液体装置，包括智能型乳化液泵站供液与智能型乳化液泵站自动配液两个主要系统，其不仅可以实现对油箱与油位高度的准确检测，而且还能够实现自动配液，确保支护设备正常、高效运行。

4煤矿机电一体化技术的发展趋势

4.1智能化

煤矿机电一体化技术发展的最终方向是智能化，智能化技术的形成和应用是煤矿机电一体化技术发展的关键，一体化技术的整体性依赖计算机的分析环节。计算机效率的提高能够更快的对收集的数据进行对比分析，诊断出故障，提高煤矿机电设备的使用效率。

4.2绿色化

煤矿机电一体化的发展方向必须要朝着绿色、安全、无害的方向发展，通过技术手段不断优化生产模式，在关注经济建设的同时，不破坏生态环境，实现煤矿企业的有度、有偿、可持续生产，绿色开发。

4.3程序化

在信息化社会的背景下，煤矿产品的程序化是煤矿企业机电一体化技术发展的必然。因此，加速我国煤矿产业的程序化进程，是煤矿机电一体化技术发展的重点。

结束语

煤矿机电一体化技术是综合应用机械技术、计算机技术、自动控制技术和信息处理技术等多种技术的一种复合技术方法。煤矿生产要从地底深处采掘煤炭，再将其运送到地面之上，在这个过程中，动辄就是数百万吨甚至千万吨的矿井，会使用数量众多的大型机电设施与设备。煤矿机电一体化技术完美的融合了自动化技术和机械设备，能够使机械设备最大限度地发挥作用，提高了劳动效率，减少了不必要的资源浪费。

参考文献

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