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

柯海涛

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摘要：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。研究可为认识机电一体化技术在机械化采煤中的应用提供一定的参考。

关键词：机电一体化技术；机械化采煤；应用

1机电一体化技术概述

机电一体化技术是一门包含自动控制技术、计算机技术、机械技术等多种技术的综合性技术。机电一体化是当下新型的技术之一，能够利用新兴的信息技术和计算机技术融入机械设备中。机电一体化技术可以优化原本的机械设备，使机械设备更加智能化。随着最近几年我国对煤炭开采设备的要求不断提高，机电一体化技术应用于煤矿开采的机械设备中似乎已经成为一大必然的趋势。

2机电一体化技术应用于煤矿开采领域的积极意义

从当前机电一体化技术在煤矿开采领域中的实际应用来看，其表现出较为积极的意义，从具体来看，其主要体现在三个方面：有助于提升生产效率、有助于提升作业安全性、有助于提升经济效益。下面对之做具体分析：

2.1有助于提升生产效率

在以往传统的煤矿开采生产中，所使用的机械设备相对较为落后，对人力资源的需求相对较高，且实际作业生产效率较为低下。而在将机电一体化技术融入到各种机械设备之中后，能够实现对各类机械设备的自动化控制、远程控制，同时能够对各类机械设备运行状态的实时监控和故障诊断，有效保证机械设备的工作效率，不仅能够有效降低煤矿工人的劳动强度，而且能够促进整体生产作业效率大幅提升。

2.2有助于提升作业安全性

煤矿开采生产所处的工作环境较为恶劣，当煤矿工人长时间处于布满煤尘、潮湿的工作环境中，必然会对其身体健康造成影响，同时在煤矿开采作业中还时常出现瓦斯爆炸、矿洞垮塌等危险性事故，直接威胁到相关作业人员的生命安全。而在将机电一体化技术融入到机械设备中后，实现对机械设备的自动控制、远程控制，能够利用其完成一些较为危险的作业工作，从而有效降低作业风险。同时在机电一体化技术应用下，能够有效降低煤矿工人的工作强度，使之职业病发生率降低，有效保障煤矿工人身体健康。

2.3有助于提升经济效益

通过对机电一体化技术进行有效应用，能够在提升煤矿开采作业生产效率的同时，降低煤矿开采作业生产成本，使煤矿企业在开采作业过程中能够获得较高的经济收入。同时也有助于提升相关煤矿企业的综合竞争力，更好的适应当前社会发展所需。此外，在更为先进的机电一体化设备支持下，促进安全事故发生率降低，这也是保证煤矿企业健康持续发展的重要基础。

3机械化采煤中机电一体化技术的应用分析

3.1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。

3.2液压支架电液控制系统

在进行采煤时，液压支架的主要功能是对煤层的顶板进行支撑，以保证开采的安全。在回采完成后，液压支架需跟随采煤机移动，这个过程需要液压支架电液控制系统配合完成。液压支架的电液控制系统是计算机技术、通讯技术、控制技术、传感技术和液压技术综合一体化的系统，其是综合机械化采煤的关键。

液压支架的电液控制系统主要负责液压支架的移动和支撑顶板，其是通过控制液压支架的支撑力实现的。在移架时，通过电液控制系统来降低液压支架的工作阻力，即将液压支架的液压油抽出。待液压支架到达指定的位置后，再向液压支架内注入液压油，使其达到正常的工作阻力。在这个过程中，不仅要控制液压支架液压油的压力，还要控制液压支架的工作姿态，例如倾角和高度等。通过电液控制系统，可实现液压支架的自移，极大地提高了煤矿开采效率。这是由于在煤矿开采过程中，支护顶板是煤矿开采的关键，若支护顶板用的时间很多，则回采效率必然会很低，例如普通机械化采煤采用的是单体液压支柱，无法实现对顶板的快速支护，煤矿开采效率很低。此外，液压支架及其电液控制系统的使用，大大降低了煤矿开采对工人数量的要求，将人从繁重的体力劳动中解放出来。

3.3应用于煤矿支护设备中

在煤矿开采作业中，支护设备是有效保证作业安全性、高效性的重要设备，其中液压支架是应用较为常见的一种设备类型，随着机电一体化技术的快速发展，并不断融入到液压支架设备之中，使得液压支架的综合性能得到较大的提升，液压支架设备逐渐朝着更具先进性的电液控制发展。而液压支架设备中的高压液体，则主要通过乳化液泵站进行供给，且为保证液压支架设备性能稳定可靠，要求乳化液泵站具有较强的高压液体供给能力，且面对存在的一些供液问题能够自动识别和处理，也就是保证高压液体供给流量和压力满足现场液压支架设备的实际应用所需。在这种技术应用之下，不仅能够有效保证支护的稳定可靠，而且能够实现成组设备的移动和定压双向邻架，使得煤矿开采支护作业对顶板产生较小的载荷，避免对顶板结构造成损坏，提升煤矿开采作业的安全性。

3.4应用于安全生产监测中

煤矿开采作业现场有着较多的不安全性因素，在这些因素作用下较容易引发安全事故发生，以往现场开采作业生产主要通过专门的技术人员在现场进行监管，但这种监管模式往往存在着较强的局限性，难以及时有效的发现现场生产中存在的安全隐患，使得煤矿开采生产过程中仍存在着较大的安全事故发生率。在此背景之下，基于机电一体化技术的安全生产监测系统逐渐被应用到煤矿安全生产管理中，通过在整个作业现场布置监控设施，并及时将监测到的数据信息传输到安全管理系统之中，并基于实际作业过程中的安全风险因素，设置对应的报警指标，能够更为全面的监督管理煤矿开采生产现场，提升整个作业过程的安全性。此外，现场生产作业中的各类机械设备参数信息，也能够实时传出到监管系统之中，从而实现现场生产作业的统一化管理，通过这种方式不仅能够有效提升监督管理效率，而且能够降低现场监督管理的人员需求，使得整个生产作业过程更具有经济性。

结束语

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。随着时代的发展，传统的机械设备已不能满足煤矿安全生产的需要，因此需要在机械化采煤中应用机电一体化技术。

参考文献

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