機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用研究

王玉潔

【摘 要】在當(dāng)代社會，世界科學(xué)技術(shù)迅速的發(fā)展，在煤礦機(jī)械技術(shù)中，計算機(jī)技術(shù)和微處理器得到了進(jìn)一步的發(fā)展，這使得煤礦機(jī)電一體化技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，從而極大的提高了煤礦率，并且降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，增加了煤礦企業(yè)的總體利潤，而且對煤礦的安全開采非常有利。在機(jī)電一體化技術(shù)的影響下，煤炭企業(yè)正在向著一個全新的一體化階段邁進(jìn)，煤炭企業(yè)中煤礦的技術(shù)安全—直是個備受關(guān)注的問題，隨著煤炭企業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)的不斷完善，煤礦的機(jī)械系統(tǒng)也會呈現(xiàn)出一個全新的階段。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；研究

1.機(jī)電一體化技術(shù)的含義

機(jī)電一體化是機(jī)械電子工程學(xué)科的其中一個分支，它橫跨了多個學(xué)科，主要包括機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)以及液壓技術(shù)等等，是一門多學(xué)科交叉融合的技術(shù)。它的發(fā)展開始于20世紀(jì)70年代，中期機(jī)電一體化在國外開始使用并且逐步得到推廣，直到本世紀(jì)，伴隨計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的跳躍式發(fā)展，很多的高科技技術(shù)被直接應(yīng)用到了煤礦機(jī)械的研究以及生產(chǎn)上面，這極大地加快了機(jī)械技術(shù)的發(fā)展速度，并且使得煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個飛速發(fā)展的新時代。當(dāng)前我國的微處理系統(tǒng)已經(jīng)被很好的應(yīng)用在了煤礦機(jī)械上面，主要包含生產(chǎn)檢測以及自動控制、提高自動化程度、安全報警、節(jié)能減排等方面，使我國煤礦生產(chǎn)的安全性以及環(huán)保性能得到了很大的提高。先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)有機(jī)的整合了控制功能、主功能以及動力功能，并且在這個基礎(chǔ)上，引進(jìn)了微電子技術(shù)以及智能軟件技術(shù)，兩者相互結(jié)合、相互滲透，而并非集中技術(shù)的簡單相加。機(jī)電一體化技術(shù)是把信息、計算機(jī)、機(jī)械以及微電子等先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合成最佳的匹配系統(tǒng)。我國從20世紀(jì)80年代研究機(jī)電一體化技術(shù)以來，在全體科研人員的不懈努力下，取得了一定程度進(jìn)步。系統(tǒng)化、智能化以及微型化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體發(fā)展方向。把先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，這將在很大程度上提高煤礦開采的安全生產(chǎn)環(huán)境、降低勞動強(qiáng)度、改善工作環(huán)境，同時也可以初步達(dá)到節(jié)能降耗的生產(chǎn)目標(biāo)。

2.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

2.1機(jī)電一體化在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能夠體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)的。這個系統(tǒng)技術(shù)在我國的發(fā)展相對較晚。在上個世紀(jì)80年代，研究人員通過吸收和消化國外先進(jìn)的煤礦監(jiān)控技術(shù)，在一定程度上促進(jìn)了我們國內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。在這個基礎(chǔ)上，根據(jù)我們國家現(xiàn)有的國情，研究人員自己研制出了具有比較先進(jìn)的水平的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。例如，煤炭科學(xué)總院常州研究所以及重慶分院研究所研制出的95與Ⅺ90系統(tǒng)，它們的主要特點就是進(jìn)一步提高了監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平。經(jīng)過長期的在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，安全監(jiān)控系統(tǒng)對于采煤的安全生產(chǎn)以及管理起到了非常重要的作用。

2.2機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用

電牽引采煤機(jī)研制的成功是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用的一個典型例子。相對于傳統(tǒng)的液壓牽引式采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)能夠提供更大更強(qiáng)的牽引力，電牽引采煤機(jī)在下滑的過程中，可以發(fā)電制動、節(jié)約能源，并且能夠在大傾角的煤層中牽引運(yùn)行，這種采煤機(jī)系統(tǒng)整機(jī)效率非常高，而且具有磨損小、可靠性好、維修量小和動態(tài)特性良好的特點。此外，它的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)很簡單，能量轉(zhuǎn)換過程的效率也比較高。

2.3機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)上的應(yīng)用

交直流全數(shù)字化的提升機(jī)代表了在煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的最高水平。內(nèi)裝式提升機(jī)上把驅(qū)動和滾筒的機(jī)械結(jié)構(gòu)合二為一，總體上并用以及整合了電力電子、通信、機(jī)械、自動控制等相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)。全數(shù)字化提升機(jī)采用總線的方式不單單大大簡化了電器的安裝過程，也使得電器達(dá)到了高度可靠的程度。除此之外，硬件不但配置簡單而且相互兼容。其中，我國自主研制出來的全數(shù)字化提升機(jī)，它的核心部分是由雙處理器構(gòu)成的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是很先進(jìn)的，而且它準(zhǔn)確可靠并且性能先進(jìn)。

2.4機(jī)電一體化技術(shù)在其他煤礦機(jī)械方面的應(yīng)用

液壓支架把液壓控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)有機(jī)的整合到了一起，這成功并有效地實現(xiàn)了成組自動移架技術(shù)以及定壓雙向移架技術(shù)，而且避免了支架和頂板之間產(chǎn)生的沖擊載荷、實現(xiàn)了安全生產(chǎn)；真空開關(guān)壽命長、維護(hù)量小，均具備了網(wǎng)絡(luò)功能；采用微機(jī)保護(hù)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙調(diào)以及遙控等先進(jìn)功能。

3.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的意義

3.1提高了礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的成功應(yīng)用大幅度的提高了煤炭的產(chǎn)量、降低了用于礦山開采的生產(chǎn)費用、同時也增加了煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并帶動了與此相關(guān)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、進(jìn)而推動地方經(jīng)濟(jì)蓬勃的向前發(fā)展。在目前這種追求工作效率的形勢下，工作效率就是企業(yè)在競爭中制勝的重要因素之一，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不但大大的節(jié)省了人力，對于經(jīng)濟(jì)效益的提升也是明顯的，而且打破了以往的對于機(jī)電一體化技術(shù)的管理。

3.2提高了安全的煤礦開采工作環(huán)境

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用不但提高了煤礦機(jī)械本身的工作效率，而且還能夠做到安全方面的保障。在以前，傳統(tǒng)的煤礦工作環(huán)境嚴(yán)重的危害了礦工的人身安全，在煤炭的提升、采掘以及運(yùn)輸中使用機(jī)電一體化設(shè)備把負(fù)責(zé)采礦的工作人員從危險的開采工作中解脫出來，降低了發(fā)生危險煤礦事故的概率。這使得礦工的人身安全得到了保障，最大程度的防止了職業(yè)病與工傷的發(fā)生。

3.3實現(xiàn)了煤礦開采的高效生產(chǎn)一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上提高了礦山的開采效率，改變了以前的落后的生產(chǎn)方式以及作業(yè)模式，極大降低了工作人員的勞動強(qiáng)度。

4.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

到目前為止，主要的采煤國家研制出的機(jī)電一體化煤礦機(jī)械設(shè)備都在朝著信息化、程序化、智能化的方向發(fā)展。這不僅大幅度的提高了礦山開采的生產(chǎn)能力，而且創(chuàng)造了更加好的經(jīng)濟(jì)效益。在安全方面，也為工作人員降低了危險事故的發(fā)生概率，提供了一個相對安全的工作環(huán)境。我們國內(nèi)的煤礦機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)主要的發(fā)展趨勢有：為了更好地適應(yīng)綜合自動化生產(chǎn)的需要，需要加強(qiáng)煤礦機(jī)械機(jī)電一體化產(chǎn)品的通信功能；研究并開發(fā)以微機(jī)作為基礎(chǔ)的礦井安全監(jiān)控以及專家系統(tǒng)應(yīng)用；開發(fā)研制擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的針對煤礦開采的配套設(shè)備的核心裝置，積極的研制具有多種功能的煤礦機(jī)器人。

5.小結(jié)

綜上所述，煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展并不是單個的發(fā)展，它必須與其他科學(xué)技術(shù)共同的發(fā)展，它是多種技術(shù)相互融合交叉的產(chǎn)物，也是社會不斷向前發(fā)展的必然選擇。并且伴隨著科學(xué)技的發(fā)展，包括智能機(jī)器人技術(shù)以及微電子技術(shù)等多種學(xué)科技術(shù)的不斷向前發(fā)展，我國的采煤技術(shù)中涉及到的機(jī)械設(shè)備正在朝著程序化、智能化方向不斷的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)由于其良好的性能，在煤礦開采中得到了廣泛的應(yīng)用，同時變得更加專業(yè)化。這些智能儀器的研發(fā)和使用，使得我國煤礦生產(chǎn)的安全性、作業(yè)效率以及經(jīng)濟(jì)效率得到進(jìn)一步的優(yōu)化。這樣對于我國的煤炭生產(chǎn)的技術(shù)與管理都會有明顯的促進(jìn)作用。如今已經(jīng)有好多新的功能技術(shù)融入到機(jī)電一體化技術(shù)中，如光纖、網(wǎng)絡(luò)、人工智能化等高新技術(shù)。煤炭企業(yè)中采用新的機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，可使煤礦機(jī)械的工作效率變得更高、更安全等等，也使得煤炭企業(yè)在得到了不斷的進(jìn)步和發(fā)展。