煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用

摘 要：文章通過闡述機電一體化的內涵特征，分析煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及煤礦機電一體化應用中存在的主要問題，對煤礦綜合機械化開采下機電一體化的實踐應用展開探討，并為機電一體化應用提出“加大機電一體化設備管理力度”、“優(yōu)化整體運營模式”、“提高管理人員綜合素質”等建議，旨在為研究如何促進煤炭行業(yè)的有序健康發(fā)展提供一些思路。

關鍵詞：煤礦；綜合機械化；機電一體化；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.062

0 引言

在煤礦生產(chǎn)開采中，技術創(chuàng)新應用是推動煤炭行業(yè)有序健康發(fā)展的一大保障。采煤技術是否先進很大程度上影響著全礦井的生產(chǎn)水平。所以，應當盡可能運用可靠先進的采煤技術，進而達成煤礦高效、安全、經(jīng)濟的生產(chǎn)開采目標。伴隨我國科學技術的不斷發(fā)展，煤礦機電自動化在煤礦開采中的應用逐步增多。煤礦綜合機械化開采下機電一體化得到廣泛應用，推動了煤礦企業(yè)的高效、安全發(fā)展。由此可見，對煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用進行研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀與問題

1.1 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化及其相關產(chǎn)品在20世紀70年代便在煤炭行業(yè)中得到一定推廣應用，不過其應用覆蓋面則相對較小。針對采煤設備機電一體化發(fā)展進程，我國曾制定了下述發(fā)展目標，即為小型煤礦機械化及半機械化水平超過40%；中型煤礦機械化水平超過80%；大型煤礦開采機械化水平必須超過95%[1]。近年來，我國煤炭行業(yè)逐步放緩了發(fā)展腳步，進而為大量煤礦發(fā)展帶來極大考驗，不乏一些煤礦面臨停產(chǎn)的窘境，造成預期難以有效實現(xiàn)，即便我國煤礦綜合機械化開采下機電一體化已收獲了一定的發(fā)展成效，然而與西方發(fā)達國家及預期目標依舊存在極大的差距。結合近些年發(fā)展情況來說，我國綜合采煤設備已擺脫了完全依賴進口的被動局面，很大一部分已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)自動化。其中，變頻器電氣核心部位依舊通過國外進口，由此表明，即便實現(xiàn)了部分自主國產(chǎn)化，然而核心技術還有待進一步提高發(fā)展。

1.2 煤礦機電一體化應用中存在的主要問題

現(xiàn)階段，煤礦機電一體化應用依舊存在諸多問題，且主要表現(xiàn)為： （1）煤礦生產(chǎn)設備陳舊、老化。在一個全面的煤礦機電一體化運作系統(tǒng)中，對機械設備要求尤為嚴苛，運用的工藝技術也必須較為先進。因而，要達成煤礦機電一體化操作，陳舊、老化的煤礦生產(chǎn)設備必須要更換成新的設備。然而，對于現(xiàn)階段大部分煤礦企業(yè)而言，大多數(shù)設備難以與技術保持同步更新，進而對機電一體化管理造成不利影響。（2）管理人員專業(yè)素質偏低。在煤礦機電一體化應用過程中，管理人員專業(yè)素質至關重要，倘若管理操作不當，機電一體化設備便難以有效發(fā)揮自身作用，進而難以達到預期目標。

2 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的實踐應用與建議

2.1 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的實踐應用

（1）機電一體化在采煤機中的應用。近來年，隨著采煤機的逐步發(fā)展成熟，使煤礦開采效率實現(xiàn)明顯提升，機電一體化有助于延長機械設備的使用周期，降低煤礦開采升本，如果沒有出現(xiàn)異常狀況，在實踐應用中，通常可保持有序運行狀態(tài)。通過對機電一體化的有效應用，可實現(xiàn)對機械設備的實時動態(tài)檢測，一旦發(fā)生有異常狀況，可及時提示管理人員對機械設備存在的異常狀況進行檢測處理。機電一體化可解除傳統(tǒng)煤礦開采的束縛，通過結合煤礦開采實情，實現(xiàn)對地理方位相對偏僻、環(huán)境較為惡劣等煤礦的有效開采[2]。機電一體化的廣泛推廣，在煤礦開采中擁有一系列成功案例，電牽引采煤機便是其中之一。電牽引采煤機具備出色的動能及牽引特性，可實現(xiàn)對阻力移動設備的有效克服，并且在采煤機下滑過程中，可依托發(fā)電實現(xiàn)對其下滑的有效阻止。電牽引采煤機操作便捷、適應性強、工作效率高，在憑借我國此類機械設備研發(fā)技術的發(fā)展完善，近年來在我國煤礦開采中得到廣泛推廣。現(xiàn)階段，我國較為先進的電牽引采煤機分別有山東能源機械集團研發(fā)的MG150/345-WOK電牽引采煤機、太原礦山機器集團研發(fā)的 MGTY307/10-1.1D 電牽引采煤機等，此類采煤機現(xiàn)階段均可實現(xiàn)超過1.8m的薄煤層開采，并且還可實現(xiàn)煤層傾角不足25°的綜合機械化開采工作。

（2）機電一體化在礦井生產(chǎn)檢測及監(jiān)控系統(tǒng)中的應用。機電一體化在煤礦生產(chǎn)開采中可實現(xiàn)在線監(jiān)測、故障診斷、自動報警等諸多功能。煤礦生產(chǎn)開采的在線監(jiān)測指的是對機械設備電動機、工作裝置、液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等的運行狀態(tài)進行有效監(jiān)測。故障診斷、自動報警指的是機械設備在引發(fā)異常故障時可實現(xiàn)自我診斷，并傳輸警示信號，對引發(fā)異常故障的部位予以明確指出，使管理人員可迅速找到異常故障發(fā)生位置，極大水平的簡化對應的檢修維護工作，縮減維修人力、物力投入，并延長機械設備的使用壽命。接下來的發(fā)展即為進一步強化采煤機上的變頻器，依托PLC控制系統(tǒng)開展控制，確保在線監(jiān)測、故障診斷、自動報警等功能的同步運行，進而有效提升煤礦生產(chǎn)開采的質量、效率[4]。

（3）機電一體化在其他煤礦裝置中的應用。近年來，液壓支架不斷向電液控制方向發(fā)展，依托將信息技術與液壓控制充分相融，獲取定壓雙向鄰架或者成組自動移架，防止對支架、頂板造成沖擊載荷。例如，我國神華集團大柳塔礦選取由國外引入的電液控制支架，移動速度為6～8s/架，最快移架速度為3s/架。電液控制裝置還可用于對支架運行情況進行檢測。煤礦供電特征決定了供電要可靠，質量要高，要滿足大功率設備等要求。所以應當廣泛應用節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關柜選用維護量小，使用周期長的真空開關。借助集中補償與就地補償有效相融的方式提升功率因數(shù)，縮減供電系統(tǒng)無功電流，縮減無功功率損耗。現(xiàn)階段，高、低開關柜廣泛應用“微機保護”，具備網(wǎng)絡功能，可實現(xiàn)遠程遙測、遙控等。

2.2 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的應用建議

（1）加大機電一體化設備管理力度。為了確保機電一體化的科學合理應用，縮減失效出現(xiàn)的頻率，就務必要加大對相關設備的管理力度，建立科學完備的設備管理制度。首先，結合礦區(qū)實際情況及機械設備實際特征，選擇科學適用的煤礦機械設備及配套的機電系統(tǒng)。與此同時，礦區(qū)管理人員應當開展好對機械設備的維護管理工作，勘查并做好日常記錄，進而保證機械設備的有序運行。其次，要保證機械設備的科學合理應用，有效減少機械設備的磨損，保證正常的使用性能，延長其使用壽命。

（2）優(yōu)化整體運營模式。煤礦機電一體化應當注重對新技術的有效引入，推進現(xiàn)有技術與新技術的有機融合，進而使全面系統(tǒng)功效得以充分彰顯。就好比，在開展皮帶運輸過程中，應當結合機械設備綜合性處理結果，對運行軸承溫度予以實時監(jiān)測，進而確保運輸系統(tǒng)的有序運行，并使系統(tǒng)的信息化處理功能得到有效發(fā)揮。所以，在機電一體化應用過程中，應當推進對計算機技術的優(yōu)化創(chuàng)新，有效發(fā)揮其自動化處理能力，依托綜合管理，增強機電一體化整體性能。

（3）提高管理人員綜合素質。在煤礦生產(chǎn)開采中通常會涉及到諸多機械設備，在全面工作中倘若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯便極可能造成極為嚴重的后果，再加上煤礦開采環(huán)節(jié)往往較為惡劣，要想實現(xiàn)安全生產(chǎn)存在不小的難度，所以務必要配備綜合素質高的機電一體化專業(yè)人員及管理人員。然而，現(xiàn)階段大多數(shù)煤礦企業(yè)在該方面依舊存在專業(yè)人才不足的問題。鑒于此，務必要加強機電一體化專業(yè)人員及管理人員的技術培訓，并注重對專業(yè)技術人才的引進，推動機電一體化的有序更新，為煤礦生產(chǎn)開采安全有序開展提供可靠人才保障。

3 煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發(fā)展趨勢

煤礦綜合機械化開采下機電一體化的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是網(wǎng)絡化，計算機技術與互聯(lián)網(wǎng)技術的進一步加大了綜合機械化開采中機電一體化的技術含量。煤礦企業(yè)要進一步強化機電一體化的網(wǎng)絡化聯(lián)系?；诰W(wǎng)絡的遠程監(jiān)控技術、遠程操作技術的煤礦機械化應用將愈來愈頻繁。二是生態(tài)化，在生態(tài)環(huán)境形勢日益嚴峻的背景下煤炭開采生態(tài)綠色化已經(jīng)成為了主流。煤炭開采作為高污染、高耗能的行業(yè)亟待朝向生態(tài)化發(fā)展。綜合機械化開采下的機電一體化模式要進一步實現(xiàn)煤礦企業(yè)的綠色生產(chǎn)。

4 結束語

總而言之，機電一體化對煤礦綜合機械化開采而言是尤為關鍵的，隨著該項技術的不斷推廣，煤礦開采效率不斷提高，并使煤礦開采危險系數(shù)得到顯著降低。不過，機電一體化實踐應用中依舊存在一系列問題。因而，煤礦企業(yè)相關人員務必要不斷鉆研研究、總結經(jīng)驗，提高對機電一體化內涵特征的有效認識，加強對煤礦機電一體化應用中存在主要問題的深入分析，確保對機電一體化的科學合理應用，積極促進煤炭行業(yè)的有序健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]潘慶臣.綜合機械化和機電一體化在煤礦開采中的應用[J].四川建材，2013，06（05）：174-175.

[2]王宗祥.煤礦生產(chǎn)中機電一體化技術應用現(xiàn)狀探討[J].新商務周刊，2017，06（13）：162-163.

作者簡介：張遜（1980-），男，江蘇泰州人，碩士，講師，研究方向：高校學生思想政治教育、機電一體化、金屬材料學。