煤矿机电一体化的应用探讨

煤矿机电一体化的应用探讨

阚家强

淮河能源控股集团煤业公司顾桥煤矿，安徽淮南 232001

摘要：机电一体化技术是多学科发展的结晶，具有性能可靠、操作便捷、准确度高的优势，实现矿山机电一体化，可以扩大煤矿应用领域、提高煤矿开采效率、优化人员配备，还以提高煤矿生产的综合实力、优化煤矿管理水平、提高企业的经济效益。文章主要对机电一体化技术进行了阐述，并指出煤矿机电一体化中存在的问题，对具体应用进行了分析，最后对机电一体化发展趋势进行了分析。

关键词：煤矿；机电一体化；应用；趋势

煤矿机电一体化技术便是将电工电子技术、电气、计算机设备与机械相结合，实现煤矿的信息化、自动化以及智慧化等多元化。在煤矿中运用机电一体化技术提高了煤矿的生产效率，保障煤矿的生产安全，优化煤矿资源的利用，对高效的开采和高效利用煤矿资源具有了重要战略意义。
1我国机电一体化技术发展历程

我国机电一体化起步较晚，其发展历程大致可以分为3个阶段：第一阶段：上个世纪60年代初，为满足国防建设的需求，在军工企业中科研人员开展了大量的实践研究，进而制造出一系列电子技术与机械系统相结合的技术载体，为机电一体化的研制开发奠定了稳定的基础。第二阶段：上世纪70年代开始，计算机、通信以及控制技术得到了快速发展，逐渐走向成熟，这些外部技术基础推动了机电一体化的进一步发展。第三阶段：起始于20世纪90年代，民用工业在国民经济体系中的地位逐渐增强，在众多科研院校、研究单位和企业的共同研究下，机电一体化技术得到了突飞猛进的发展。

2我国煤矿机电一体化技术应用过程中的问题
   2.1部分煤矿工作人员的综合素质不足
   煤矿机电一体化技术主要应用在一些机械设备上，对于操作的工作人员来说需要有熟练的操作技术，有丰富的专业知识和极高的综合素质。而当前我国的部门煤矿中部分煤矿工作人员没有熟练的操作技术，仅仅在上岗前进行短暂的培训就开始操作机械，在机械设备的实际操作过程中容易由于工作人员的操作不熟练而出现故障，部门工作人员缺少专业知识，面对机械设备的突发问题不知道该怎么解决，不能及时修理好机械设备的故障，这就拖延了煤矿工作的整体工作周期，还容易造成安全事故。

  2.2部分煤矿的生产设备老旧

在整个煤矿机电一体化技术的运营体系中，对于设备的硬件要求相对较高，采取的技术也都是比较先进的技术，因此如果想要做到煤矿机电一体化，设备的更新就一定要跟的上。但是在一些煤矿企业中，现今的煤矿机电一体化管理设备都或多或少的存在一定问题，设备整体表现老旧、杂乱摆放，无法跟上技术的快速更新，如果对于这些设备的管理不能够及时到位，就会给整个煤矿机电的安全管理造成不利的影响，例如：如果在一体化的系统中缺乏缓冲和托罐装置，同时，又在电控、制动系统的控制上无法做到位，长此以往就会造成装备生锈，造成内部生产效率的严重下滑，会给开采工作造成很多不必要的损失。

3 煤矿机电一体化技术的应用分析

3.1 机电一体化技术在煤矿安监系统中的应用

煤矿安全生产监控系统是机电一体化技术的集中体现，但在我国起步很晚，1980 年以后才逐渐开始在煤矿中得到应用，其原因主要有两个方面，一方面是因为上世纪80年代实现机电一体化的安监系统逐步成熟，开始得到应用，另一方面也是因为国外更为先进的煤矿监控技术很大程度上促进、帮助了我国安全监控技术的发展。安全监控系统的应用在很大程度上降低了煤矿事故的发生，对于煤矿企业的安全生产无疑起到了重要的作用。

3.2 机电一体化技术在煤矿运输系统中的应用

机电一体化技术在带式输送机中的应用带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台 CST 驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。

3.3其他煤矿机电一体化装置的应用

液压支架则向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。
3.4 提升机中的机电一体化技术应用

交直流全数字化提升机代表着煤矿机械中机电一体化技术的最高水平。在内装式提升机上，将驱动与滚筒的机械结构合二为一，总体整合了电力电子、机械、自动控制、通信等相关先进技术。采用总线方式的全数字化提升机不仅大大简化了电器安装，也使其达到了高度可靠的效果。

4中国煤矿机电一体化技术的发展趋势
        4.1加强产品的标准化、规范化和通用化

中国市场上煤矿机电一体化产品种类和数目众多，但是不同设备之间不能够通用，这使得煤矿企业选择的余地受到限制，只能选择同一生产企业的设备，在某种程度上提高了机电一体化技术的推广成本。

4.2网络化与智能化
        当前机电一体化技术的发展有了新的方向，特别是由于计算机能力的提升，机电一体化技术将会向网络化的方向发展。网络化是技术开发的趋势。网络化推动了机电一体化的发展。煤矿由于网络化的发展扩展了机电一体人的应用范围，网络化的应用也是通信技术发展的结合，煤矿不同位置的控制节点可以通过网络连接，网络控制具有多功能和控制规模大的特点，网络的应用可以实现信息随时传递。各类信息资源由于网络实现了共享，生产中各类数据资源可以即时处理。比如在煤矿开采中，开采过程可以实现智能化控制，由于机电一体化技术在不断进步，借助程序和硬件可以取代部分人脑的思维，对于开采中的信息分析和处理体现出智能化的特点。由于机电一体化技术的发展，煤矿生产的的智能化水平会实现提升，应用范围也在扩大。
       4.3微型化方向
        随着科学技术的不断进步，各种技术和设备发展越来越成熟，机器设备向着微型化方向发展。目前在煤矿生产过程中，机器设备的体型都比较大，这给煤矿机电设备的运输和布置带来了极大的不便，某些情况下甚至会对煤矿正常生产造成不利的影响，因此煤矿机电设备向微型化发展已经逐步成为一种趋势。为了更好地顺应煤矿机电设备微型化的趋势，需要相关技术人员在工作中不断的努力。
4.4 加大传感器技术的研发
        机电一体化设备要想对自身状态及周边环境进行准确判断，需运用诸多传感器完成各类数据的收集，并经过计算机分析处理传送至工作人员。工作人员通过所得数据对机械运转正常与否及是否有维修与诊断的必要进行判断。由于井下条件恶劣，高灵敏度传感器具有较短的使用寿命，因此需强化矿井专用型传感器的研发工作，提升传感器的稳定性与使用寿命。
5 结语

随着经济的发展和社会的不断进步，煤矿企业在发展中对机电一体化也提出了新的要求，这在一定程度上促进了机电一体化技术的发展和完善。当前的机电一体化技术中已经融入了网络、光纤以及人工智能等新技术，在很大程度上可以提高工作效率以及作业的安全性，确保煤矿企业健康稳定的发展。

参考文献：

[1]张瑞,吴国芳.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].通讯世界,2016(2):135.