機電在煤礦機械中的應(yīng)用與研究

劉晶

摘 要：機電一體化技術(shù)在煤礦機械應(yīng)用主要集中在計算機控制、電力電子、通信、信息等先進技術(shù)中，礦山自動化的技術(shù)基礎(chǔ)就是機電一體化。隨著煤礦企業(yè)的增產(chǎn)提效，加之社會對煤炭需求量的增大，煤礦企業(yè)的快速發(fā)展促進了機械機電一體化技術(shù)的發(fā)展。本文從機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)進行探討，深入闡釋了在機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的實際應(yīng)用，并分析了機電一體化在其中的意義與發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機電一體化；煤礦機械；應(yīng)用

0 前言

機電一體化是機械、電氣、計算機、信息等先進技術(shù)綜合發(fā)展而形成的一門學(xué)科，同時，隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，原來的煤礦作業(yè)模式已不能滿足企業(yè)發(fā)展的要求，機電是一門新興技術(shù)，是各種科學(xué)技術(shù)相互滲透和發(fā)展的結(jié)果。在煤礦開采中，工人勞動強度大，機電一體化能最大程度的降低煤礦工人的勞動強度，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并且機電一體化的應(yīng)用減少了人為的誤操作，有利于礦山的安全生產(chǎn)。

1 機電一體化技術(shù)

（1）機電一體化技術(shù)簡述。機電一體化技術(shù)整合了控制功能、主功能、動力功能，隨著科技的進步和發(fā)展，后續(xù)引進了智能軟件技術(shù)和微電子技術(shù)，它們相互結(jié)合，互為補充。機電一體化技術(shù)是計算機、信息、微電子、機械等先進科技結(jié)合而成的系統(tǒng)。從二十世紀(jì)八十年代開始，我國開始研究機電一體化技術(shù)，進過科研人員的不懈努力，機電一體化取得快速的發(fā)展，其關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的發(fā)展方向逐漸向是系統(tǒng)化、微型化，智能化靠近。將先進技術(shù)應(yīng)用于煤炭生產(chǎn)，將會在很大程度上提高煤礦安全開采，同時也可改善勞動作業(yè)環(huán)境，降低勞動強度，同時與現(xiàn)在國家提倡的節(jié)能降耗相適應(yīng)。

（2）機電一體化技術(shù)的發(fā)展。機電一體化技術(shù)的發(fā)展可以分為三個階段：第一個階段是二十世紀(jì)六十年代以前，這期間，區(qū)域戰(zhàn)爭頻繁，戰(zhàn)爭促進了電子科學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)機械的結(jié)合，但那時的機電一體化的開發(fā)和研究還處于處于自發(fā)水平。由并且相關(guān)的幾點產(chǎn)品也沒有被廣泛推廣；第二個階段是從二十世紀(jì)七十年代開始的，在這個時期，控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)快速發(fā)展，大規(guī)模集成電路的開發(fā)，計算機技術(shù)快速發(fā)展都促進了機電一體化的發(fā)展。第三個階段是上世紀(jì)九十年代開始，機電一體化技術(shù)的智能化成為其主要發(fā)展方向。隨著微細加工技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等新科技的應(yīng)用，機電一體化也出現(xiàn)了新的技術(shù)分支。

（3）煤礦機械中機電產(chǎn)品。煤炭是一種不可再生能源，在我國能源結(jié)構(gòu)中處于重要地位，隨著煤礦資源的日益枯竭，先進的機電產(chǎn)品逐漸應(yīng)用到煤礦機械中，以提高煤礦的效率和產(chǎn)量。煤礦的供電設(shè)備、掘進機、電牽引采煤機等已具有自動監(jiān)控、圖像監(jiān)視、安全報警、等功能。

2 機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用

（1）安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是機電一體化在煤礦生產(chǎn)應(yīng)用的體現(xiàn)。上世紀(jì)八十年代，為促進我國監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，我們從外國引進了先進的煤礦監(jiān)控技術(shù)，此后，科研人員根據(jù)我國國情，自行研制出了水平較為先進的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)總院常州研究所的KJ95系統(tǒng)和重慶分院研制的KJ90 系統(tǒng)，均體現(xiàn)了當(dāng)時煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的水平。

（2）機電一體化技術(shù)在皮帶輸送機中的應(yīng)用?？萍际巧a(chǎn)的動力。實際生產(chǎn)要求帶式輸送機可靠、完備和安全，這就促進了機電一體化技術(shù)在帶式輸送機上的應(yīng)用。目前，我國已自行研制多種類型的皮帶輸送機。例如大傾角、長距離帶式輸送機的研制成功填補了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白。我們已經(jīng)掌握到了大功率、長距離的帶式輸送機的核心技術(shù)，其產(chǎn)品的研發(fā)也取得了進步。科研人員對其關(guān)鍵元器件和核心技術(shù)進行了專研，并在此基礎(chǔ)上，成功開發(fā)出以PLC為核心的可編程控制設(shè)備以及多種可以制動與軟啟動設(shè)備，其裝置采用行星齒輪減速器與可調(diào)速的液力耦合器，設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性更趨完善。

（3）采煤機中機電一體化的應(yīng)用。機電一體化技術(shù)在采煤機上的典型應(yīng)用就是電牽引采煤機的成功研制。相比原有的液壓牽引采煤機，電牽引采煤機能提供更大的牽引力。并且當(dāng)采煤機在下降過程時，可以采用發(fā)電方式來制動設(shè)備，從而節(jié)約了能源，當(dāng)設(shè)備需要在大傾角的煤層采煤時，電牽引采煤機系統(tǒng)整機效率高、磨損小、可靠性好、動態(tài)特性好的優(yōu)越性就體現(xiàn)出來了，并且其機械傳動結(jié)構(gòu)簡單，所以能量在轉(zhuǎn)換過程中損失也低。

（4）機電一體化在提升機中的應(yīng)用。煤礦機械中，能代表機電一體化技術(shù)水平的就是交直流全數(shù)字提升機。機械結(jié)構(gòu)引入了電力電子、自動控制、機械、通信等科技，全數(shù)字化提升機采用總線方式，配置簡單，簡化了電器安裝，并且使設(shè)備可靠性大大提高。我國自主研發(fā)的提升機采用全數(shù)字化管理，核心處理器為雙處理器，設(shè)備經(jīng)過改進后性能先進、質(zhì)量可靠。

（5）其他煤礦機械中機電一體化的應(yīng)用。結(jié)合計算機技術(shù)和液壓控制技術(shù)，借鑒國外成功產(chǎn)品經(jīng)驗，科研人員成功研制出了數(shù)控液壓支架，它實現(xiàn)了成組自動移架或定壓雙向移架，避免了頂板與支架之間產(chǎn)生沖擊，保證了安全的煤礦作業(yè)，并且系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機邏輯保護，能夠?qū)υO(shè)備進行遠程遙調(diào)、遙控等功能。

3 機電一體化在煤礦生產(chǎn)中的意義

（1）實現(xiàn)了安全和高效的煤礦開采。隨著機電一體化技術(shù)的應(yīng)用在煤礦行業(yè)的應(yīng)用，改變了原來落后的生產(chǎn)方式和作業(yè)模式，提高了煤礦的開采效率，降低了煤礦工人的勞動強度，開采的安全性也得到了很大的提高。

（2）提高了煤礦開采的效益。煤礦的開采效率提高后，其煤炭產(chǎn)量也大幅提高，機電應(yīng)用的擴展降低了煤炭開采的成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，并且還能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而推動地方經(jīng)濟的發(fā)展。效益提高，從而企業(yè)有更多資金用于改善工人工作環(huán)境和治理企業(yè)污染。

（3）提高了安全的煤礦工作環(huán)境。機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用不僅提高了煤礦機械本身的工作效率，而且還能做到安全保障。在煤炭提升、采掘、運輸中應(yīng)用機電一體化設(shè)備將一線采煤工人從危險的開采工作中解脫出來，保障了工人的安全，降低工傷與職業(yè)病的發(fā)生幾率。

4 結(jié)束語

為實現(xiàn)節(jié)約環(huán)保型的社會，隨著光纖技術(shù)、生物智能等新興技術(shù)的推進，機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用將會得到更深入的研究和推廣，煤礦機械實現(xiàn)機電一體化，為煤礦開采提供了可靠技術(shù)保障，提高了煤礦綜合開采能力，為實現(xiàn)安全、高效的現(xiàn)代化的煤炭工業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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