機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

雷秋強(qiáng)

摘 要：在我國供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的強(qiáng)力推進(jìn)下，煤炭企業(yè)迎來了優(yōu)化、調(diào)整、改造、升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的最佳時(shí)機(jī)，如果企業(yè)能夠把握住這一有利時(shí)機(jī)，轉(zhuǎn)變過時(shí)的發(fā)展理念，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，淘汰落后的產(chǎn)能，那么煤炭企業(yè)就能在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下開創(chuàng)出新的發(fā)展局面。機(jī)電一體化技術(shù)作為當(dāng)代生產(chǎn)領(lǐng)域中的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，近年來在企業(yè)發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用，將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)械中，不僅有利于企業(yè)的高產(chǎn)、高效，還有利于企業(yè)的生產(chǎn)安全。本文中，作者首先簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的歷史演進(jìn)，然后分析了在煤礦機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義，最后介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的實(shí)踐應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；機(jī)電一體化；發(fā)展；應(yīng)用

電子技術(shù)、信息通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為在煤礦機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)奠定了科技基礎(chǔ)。在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展日益成熟的今天，煤炭企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)方式已經(jīng)無法滿足新時(shí)代的發(fā)展需要了，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，也提高了煤礦井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全性能。

1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展概述

所謂機(jī)電一體化技術(shù)，從它的應(yīng)用實(shí)踐來看，其實(shí)就是對(duì)機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。近年來，在計(jì)算機(jī)通信技術(shù)迅猛發(fā)展的帶動(dòng)下，機(jī)電一體化技術(shù)也在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中也獲得了廣泛應(yīng)用，逐漸發(fā)展成為了一門綜合性的學(xué)科，涵蓋了諸如計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，并且還正在向著光機(jī)電一體化技術(shù)的方向發(fā)展，未來的應(yīng)用范圍會(huì)更加廣泛。從機(jī)電一體化的概念起源來看，學(xué)術(shù)界比較公認(rèn)的觀點(diǎn)是起源于上個(gè)世紀(jì)七十年代前后的日本，是一項(xiàng)將應(yīng)用機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合為一體的綜合性技術(shù)。后來隨著相關(guān)科技的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展成為了“以微計(jì)算機(jī)為主體的微電子技術(shù)、信息技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透與機(jī)械電子技術(shù)相結(jié)合而形成的涵蓋自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械工業(yè)技術(shù)特征與功能為一體的綜合技術(shù)?！睆臋C(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展來看，可以將其分為三個(gè)時(shí)期，其中上個(gè)世紀(jì)的六十年代前后可以看作是它的起步時(shí)期，這一時(shí)期，受軍事因素的影響，機(jī)電一體化技術(shù)處于緩慢的發(fā)展期；到了上個(gè)世紀(jì)的七十年代前后，為機(jī)電一體化提供科技保障的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、控制技術(shù)等迅速發(fā)展起來，這時(shí)的電一體化技術(shù)迎來了高速發(fā)展的第二個(gè)時(shí)期；進(jìn)入上個(gè)世紀(jì)九十年代之后，由于微細(xì)加工技術(shù)被運(yùn)用到了機(jī)電一體化之中，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了很多分支，分工更加細(xì)致，這便是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的第三個(gè)時(shí)期。

2 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)械的現(xiàn)實(shí)意義

機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中具有功能多樣性、集成性、信息化、自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，因而被各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)廣為青睞，煤炭企業(yè)在這種背景下也不失時(shí)機(jī)的引入了該項(xiàng)技術(shù)，并取得了顯著的應(yīng)用效果，不僅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)營效益，還增進(jìn)了企業(yè)的生產(chǎn)安全性。

首先，在提高生產(chǎn)效率方面，在傳統(tǒng)的煤炭開采工作中，盡管很多礦井已經(jīng)在很大程度上使用了機(jī)械化采煤作業(yè)，但機(jī)械化作業(yè)水平有限，煤礦井下一線工人工作中的勞動(dòng)強(qiáng)度依然很大，而與礦工勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)效率卻并不高，所以，那時(shí)的所謂機(jī)械化生產(chǎn)其實(shí)是不盡人意的。但是在引入機(jī)電一體化技術(shù)后，情況就發(fā)生了明顯的改觀，機(jī)電一體化技術(shù)替代了大量的普通機(jī)械設(shè)備作業(yè)，把大量的井下一線礦工從采煤作業(yè)面解放出來，有效的提高了煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)省了寶貴的人力資源成本。

其次，在保障安全生產(chǎn)方面，煤礦井下采煤作業(yè)地質(zhì)條件復(fù)雜，工作環(huán)境艱苦，除了長期存在的陰冷、潮濕、粉塵等損害礦工身體健康的自然因素外，還并存著冒頂、塌方、透水、瓦斯爆炸等很多不可預(yù)知危險(xiǎn)的威脅，這些問題的存在，給煤礦井下工作人員的身心健康帶來了極大的負(fù)面影響，對(duì)煤礦井下的生產(chǎn)作業(yè)非常不利。采用機(jī)電一體化技術(shù)后，一方面在危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)的人員數(shù)量大大地減少了，很多高危環(huán)境下的生產(chǎn)作業(yè)由機(jī)電一體化設(shè)備取代了，很多井下一線工作人員被替換到了更加安全的崗位上；另一方面采用機(jī)電一體化技術(shù)后煤炭企業(yè)不僅實(shí)現(xiàn)了井下生產(chǎn)信息的自動(dòng)識(shí)別，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)除塵機(jī)、采煤機(jī)、烘干機(jī)等機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制，工作人員的工作環(huán)境大為優(yōu)化，安全系數(shù)大為提高。

由于機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，既節(jié)省了煤炭企業(yè)的人力成本和物力成本，明顯降低了企業(yè)生產(chǎn)成本的投入，又實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)化，提高了企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，并且還優(yōu)化了煤礦井下的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，使井下工作人員的人身安全得到了更好的保障，因而煤炭企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益也必然會(huì)因此而得到大大的提升。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣和液壓等技術(shù)性能為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)，是煤礦井下生產(chǎn)所用到的諸多機(jī)械設(shè)備中的絕對(duì)“主力”，在傳統(tǒng)采煤作業(yè)中，機(jī)械裝置耗費(fèi)的能源較多，長時(shí)間工作后會(huì)造成作業(yè)成本的上升，而應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)則不然，機(jī)電一體化技術(shù)引入了電牽引采煤機(jī)，是利用消耗電能來進(jìn)行煤礦設(shè)備的牽引，這種采煤設(shè)備既節(jié)省了能源的消耗，又減少了運(yùn)作的成本，并且在運(yùn)行中遇到問題時(shí)還可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，克服工作阻力，保證運(yùn)行動(dòng)力，因而提高了企業(yè)的產(chǎn)出比。

3.2 在提升機(jī)中的應(yīng)用

提升機(jī)是保障煤礦生產(chǎn)有序運(yùn)行不可或缺的重要機(jī)械設(shè)備，在傳統(tǒng)提升設(shè)備中，通常采用接觸器、繼電器等對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟停進(jìn)行控制，這種設(shè)備體積大，接觸器中觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作還存在不穩(wěn)定性，因而常常會(huì)影響到礦井提升機(jī)的控制工作，但是將機(jī)電一體化中的PLC控制技術(shù)與礦井提升機(jī)結(jié)合后，提升機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性就大大提高了。并且，由于機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)提升機(jī)中操作點(diǎn)的控制是利用控制輸入輸出量的邏輯來實(shí)現(xiàn)的，是與觸摸屏、變頻器等工控設(shè)備結(jié)合使用的，因而使提升操作更具智能化，更能節(jié)約人力成本和設(shè)備成本。

3.3 在支護(hù)裝置中的應(yīng)用

現(xiàn)代礦井支護(hù)機(jī)械設(shè)備中常用的是液壓支護(hù)裝置，在支護(hù)裝置中引入機(jī)電一體化技術(shù)后，可以及時(shí)收集到支護(hù)裝置中的狀態(tài)信息變化情況，并對(duì)收集到的信息進(jìn)行分析梳理，有利于礦井及時(shí)對(duì)液壓支護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和使用狀態(tài)做出調(diào)整，給支護(hù)裝置提供合適的支撐力，現(xiàn)實(shí)對(duì)支護(hù)裝置的動(dòng)態(tài)跟蹤管理，為防范危險(xiǎn)情況的發(fā)生贏得預(yù)警時(shí)間。并且，當(dāng)液壓支護(hù)裝置進(jìn)行自我檢修和高壓液體的更換時(shí)，利用機(jī)電一體化技術(shù)還可以對(duì)需要更換的裝置進(jìn)行記錄，對(duì)液壓裝置提供的壓力與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而為設(shè)備檢修人員提供支護(hù)裝置的工況信息，減少了設(shè)備檢修人員的工作時(shí)長和工作強(qiáng)度。

3.4 在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)是特殊行業(yè)，尤其是煤礦井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，條件艱苦，危險(xiǎn)性大，一旦出現(xiàn)事故隱患，對(duì)礦山財(cái)產(chǎn)和礦工生命安全都是極大的威脅，因此，安全生產(chǎn)在礦井作業(yè)中至關(guān)重要。安全監(jiān)控系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用是機(jī)電一體化技術(shù)在礦山安全生產(chǎn)方面的集中體現(xiàn)。我國在礦山生產(chǎn)中應(yīng)用安全監(jiān)控系統(tǒng)始于上個(gè)世紀(jì)的八十年代，當(dāng)時(shí)，基于機(jī)電一體化技術(shù)的安全監(jiān)控系統(tǒng)已基本發(fā)展成熟，在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用條件已經(jīng)具備了。安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，有效的降低了礦山生產(chǎn)事故的發(fā)生率，大大提高了礦山生產(chǎn)的安全性，為保障煤炭企業(yè)的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)起到了保駕護(hù)航的作用。

參考文獻(xiàn)

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