机电一体化技术在机械化采煤中的应用

机电一体化技术在机械化采煤中的应用

赵耀耀

14230219880724**** 山西太原 030000

摘要：现阶段，煤矿开采行业的机械化程度呈现逐步提升的趋势，煤炭行业的发展进入了持续增长的新阶段，在此过程中机电一体化技术起到了关键作用。机械化采煤中应用的机电一体化技术集合了现代化的信息技术、电气工程和自动化等多种学科，引入现代化的高效开采技术，不断研发新型开采设备和技术，优化传统的煤矿机电设备机组，对于煤炭企业生产效益的提升具有重要意义。

关键词：机电一体化技术；机械化；采煤；应用

引言

随着我国国民经济的快速发展和进步，各行各业对于煤炭资源的需求量逐步攀升，这就对煤炭企业的采煤工作提出了更高的要求。在煤炭企业的现阶段开采过程中，煤矿开采工作已经基本实现了全机械化，煤矿开采的质量和效率得到进一步的提升，而机电一体化技术的应用不仅能够有效优化煤矿企业煤炭开采作业的机组设置，还能够切实提升煤矿开采的综合效益和安全性，是现阶段煤炭企业技术研发和应用的核心部分。

1机电一体化技术概述

在机械化采煤的过程中，机电一体化技术的应用主要是将各类电子技术和信息化技术融入到设备机组的开发中，并基于此对煤矿开采设备机组的主控制系统、总控制功能和信息传输模块进行总体优化和改进，同时通过将电子技术嵌入到机组的软硬件部分，来架设一个机电一体化的自动化煤矿开采机组体系。为了有效提升机电设备机组的作业质量和效率，机电一体化技术的推行需要对设备的硬件和软件结构进行调整和创新，同时应用各类现代化的非金属复合型材料，以此来推进采煤机械设备生产的微型化和高效化发展，同步增强控制系统的响应速度，减少机组设备的能源资源综合消耗。

2采煤工艺存在的问题分析

2.1煤炭损失量大

在煤矿开采过程中，由于煤层的厚度是变化的，在切割时不能一次切割完，这导致有大量的煤炭遗留在采空区中，特别是在煤层厚度起伏大的情况下，这种损失将更加严重。遗留在采空区中的煤炭不能被回收，这会导致煤炭资源的浪费。造成这种损失的原因有两方面：一方面是采煤机的截割高度不够，另一方面是在采煤时未能及时地调整采煤机的采高。对于综采放顶煤工艺，当顶煤中含有矸石层时，矸石的硬度比较大，这会导致大量的顶煤不能放出。此外，在综采工作面进尺时，可能会遗留一部分三角煤，而且这部分三角煤是不可避免的。

2.2岩层扰动程度大

目前，综采工艺中普遍采用完全垮落法管理顶板，使得对煤层的上覆岩层扰动增大。当岩层的扰动波及到地表时，会在地表形成沉陷区。随着经济社会的发展，这些沉陷区已经靠近人类活动区，对正常的人类活动产生不利影响。例如：当沉陷区上面有公路、铁路以及其他建筑物时，严重影响到人类的正常活动。此外，还需要注意的是，在岩层扰动时可能造成隔水层断裂，导致地下水出现断流，影响到人们的正常生活。

2.3采煤机截齿磨损严重

在煤矿开采过程中，需要面临的另一个问题是采煤机的截齿（见图2）磨损严重。采煤机的截齿多是针对特定强度以下的煤岩，但是在实际操作过程中，不可避免地会出现切割超过硬度的煤岩，这会加剧采煤机截齿的磨损。虽然为了保护采煤机的截齿，会在切割煤层时预留0.5m厚的煤层，但是这个保护煤层的厚度不能准确地确定。因此，在采煤机切割时，仍有很大的可能切割到坚硬的岩石，这会增加采煤机的运行成本。

3机电一体化技术在机械化采煤中的具体应用探讨

3.1环境监测

在现阶段机械化采煤过程中，采煤队伍开展作业计划的第一要素就是保证环境的安全性。而机电一体化技术的引入，则能够有效优化机械化采煤的环境监测工作，通过无线探测和自动化预警等技术来把控各环节机械化采煤的作业状况，从开采环境和开采设备两个角度来进行机械化采煤环境的综合监测。在机电一体化环境监测的过程中，系统设备能够及时发现前方开采环境和设备实施开采状态中存在的各类问题和隐患，同时能够准确指出存在问题和隐患的部位。此项功能不仅能够有效消除人工环境监测的弊端，还能够有效加强机械化采煤进程环境监测的精准性。

3.2采煤过程

机电一体化在机械化采煤过程中的应用最为显著的体现就是电牵引采煤机的引入，此种设备能够在较短时间内自动寻找合适的煤矿开采点，并且能够确保开采过程中矿井内壁受力的均匀性。电牵引采煤机在实际的采煤过程中有着较强的牵引性和高动能，能够较大限度上克服采煤过程中的阻力，及时控制采煤机的下滑状况，同时也具有操作简单和适应性强的优势，此类设备能够有效提升机械化采煤作业的工作效率和开采量，逐步成为了煤矿采煤过程中应用较为广泛的设备之一。在采煤过程中应用机电一体化技术能够有效加快煤矿开采的整体进程，有利于保证煤矿开采人员的人身安全，同时也能够切实增加企业的经济社会效益。

3.3煤矿提升

机电一体化技术在煤矿提升进程中的应用直接提升了煤矿提升机的自动化和一体化水平，内装式提升机和全数字式提升机的应用在结构和工作效率等方面具有显著优势。内装式提升机主要采用驱动铜辊一体化的机械结构，一定程度上优化和简化了设备机组的整体设备结构，能够真正意义上实现机械机组的自动化控制。全数字式的提升机则能够充分利用场地总线的形式来管理和控制整个提升机设备机组，对于电器安装运行进程的开展具有有效的优化作用，同时也有利于保证设备机组软硬件部分的有效兼容。

3.4煤炭运输

皮带传送是现阶段煤矿企业进行煤炭运输工作的主要形式，主要应用带式运输机来进行煤炭运输，其主要优点就在于设备机组的经济适应性强，同时也存在着较易出现运输跑偏、断带和打滑等问题的缺陷。在此背景下，机电一体化技术引入了皮带综合保护装置，保护装置主要由隔爆腔和壳体来支撑作业，主要应对带式运输机作业过程中有可能出现的温度过高、速度过慢、煤体堆积和打滑跑偏等问题。皮带综合保护装置的额定输入电压需控制在36V或是AC127V，同时也需保障最高输入电压低于AC140V或是40V。此装置的引入和应用能够有效提升皮带运输进程的质量和效率，有效保证带式运输机运输状态的稳定性和长距离运输的安全性，同时也能够有效缩短煤炭运输进程的时间，其强大的实用性和功能性有效简化了煤炭运输的整体进程，提升了煤矿的运输速度和质效。在运输坡度较大的情况下，煤矿开采人员可应用机电一体化制动器来调整带式运输的制动力距，主要调整为额定力矩的1.6倍至2倍，同时也能够应用传感器所传输的数据进行各项参数的实时调整，这能够较大限度上减少煤炭大面积脱落问题的发生，有效保证煤炭运输设备的安全性并增加其使用寿命。

结束语

综上所述，机电一体化技术在煤矿开采过程中的应用有效提升了煤炭开采的质量和效率，同时也保证了煤矿开采全程的安全性，直接推动了煤炭开采行业的进步和发展。因此相关工作人员就要充分把握机电一体化技术在煤炭开采环境监测、开采过程、煤炭运输过程中的应用，在保持现有研究成果的同时积极引进各类先进的机电一体化技术、设备和理念，多措并举推进煤炭开采体系的科学化、合理化发展。

参考文献

[1]彭飞.机电一体化技术在工程机械中的应用[J].集成电路应用，2020，37（3）：70-71.

[2]赵杰.采矿过程中机电一体化的应用及发展[J].当代化工研究，2020（7）：10-11.

[3]张智宇.机电一体化技术在煤矿中具体应用[J].电子世界，2020（13）：185-186.

[4]崔中桐.煤矿机电技术管理的创新以及应用[J].内蒙古煤炭经济，2020（5）：106-107.