煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

＊郝建坤 李連祥

（陜西旬邑縣旬東煤業(yè)有限責(zé)任公司 陜西 711300）

前言

現(xiàn)如今，社會(huì)各領(lǐng)域?qū)γ禾抠Y源的需求日益增多，煤炭生產(chǎn)引起社會(huì)各界的高度重視。為了保證煤炭生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，煤礦開(kāi)采企業(yè)都在尋求一種高效的生產(chǎn)方式，因?yàn)閼?yīng)用傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)方式不僅開(kāi)采出來(lái)的煤炭質(zhì)量越來(lái)越低，開(kāi)采過(guò)程中也無(wú)法有效保證工人的安全，很容易發(fā)生煤礦坍塌、瓦斯爆炸等安全事故。為了降低這些安全問(wèn)題的發(fā)生，煤炭行業(yè)都在積極嘗試引進(jìn)新興技術(shù)，運(yùn)用煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)提高煤炭生產(chǎn)效率，為工人提供安全的工作空間。

1.煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品概況

從煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中來(lái)看，此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中涉及多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)，由此在煤炭生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品，也會(huì)涉及更多的技術(shù)學(xué)科。隨著各領(lǐng)域科研力量的加強(qiáng)，機(jī)電一體化技術(shù)的適用范圍越來(lái)越廣，其形成的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品逐漸顯現(xiàn)出更多優(yōu)勢(shì)，不僅提高煤炭生產(chǎn)效率，還有效提升生產(chǎn)過(guò)程中的安全性能。如果煤炭生產(chǎn)中出現(xiàn)一些問(wèn)題，可以利用煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的特性降低這些問(wèn)題對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響，保證煤炭生產(chǎn)能力順利進(jìn)展。由此可以看出，煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用，不僅提升煤礦開(kāi)采效果，還為煤礦工程構(gòu)建一個(gè)更加安全的工作環(huán)境，降低煤炭生產(chǎn)中的能源損耗。

2.煤礦一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中應(yīng)用的重要性

從技術(shù)角度上講，機(jī)電一體化技術(shù)有助于提高設(shè)備安全性能和使用性能，現(xiàn)在的機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅具備報(bào)警等功能，還具備生產(chǎn)力強(qiáng)、效率高、使用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，以產(chǎn)品的自動(dòng)化功能提升煤礦機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測(cè)靈敏度和控制度。再加上機(jī)電一體化產(chǎn)品具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力，使其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，被廣泛推廣到各領(lǐng)域中，并且其產(chǎn)品功能能夠針對(duì)各種故障采取應(yīng)急措施，保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的大范圍推廣，逐漸顯現(xiàn)出更明顯的作用，首先，不僅提高煤炭生產(chǎn)效率，還有助于降低煤礦生產(chǎn)工作強(qiáng)度；其次，還有助于提高生產(chǎn)中的安全保障系數(shù)，由于煤炭生產(chǎn)基本都是地下作業(yè)，其生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜，工人長(zhǎng)時(shí)間處在這種環(huán)境中作業(yè)，一定會(huì)對(duì)身體造成一定影響。而將煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品融入到煤炭生產(chǎn)中挖掘、運(yùn)輸?shù)裙ば蛑?，有助于增?qiáng)煤炭生產(chǎn)的安全性能；最后，煤礦一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的有效應(yīng)用，不僅提升其生產(chǎn)效率和質(zhì)量，也能為煤礦企業(yè)帶來(lái)更多的利潤(rùn)，給企業(yè)發(fā)展帶來(lái)更多的發(fā)展前途。

3.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用路徑

（1）應(yīng)用到采煤機(jī)。現(xiàn)如今，煤礦生產(chǎn)中都在積極應(yīng)用煤礦生產(chǎn)機(jī)械化、現(xiàn)代化設(shè)備，其中采煤機(jī)是常用的現(xiàn)代化設(shè)備之一，傳統(tǒng)的采煤機(jī)工作方式是液壓牽引方式。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)中，不僅改變煤炭采煤方式，也由原有的液壓牽引方式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代電力牽引方式，簡(jiǎn)化采煤機(jī)整體結(jié)構(gòu)使其工作更加便捷。隨著煤礦煤層開(kāi)采逐漸加深，采煤機(jī)面臨的地下環(huán)境會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，所以對(duì)采煤機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)提出更嚴(yán)格的要求。為了滿足煤炭生產(chǎn)對(duì)采煤機(jī)的實(shí)際需求，可以在采煤機(jī)的軸端上安裝具有防滑性能的制動(dòng)零部件并設(shè)置斷電閉鎖功能，以此來(lái)防止設(shè)備工作中出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，提高煤炭開(kāi)采的安全性能。

（2）應(yīng)用到輸送機(jī)?，F(xiàn)如今，煤炭生產(chǎn)中使用的輸送機(jī)也在嘗試應(yīng)用煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，借助機(jī)電一體化技術(shù)提升輸送機(jī)的工作效率，確保煤炭生產(chǎn)正常運(yùn)行。在當(dāng)前煤炭生產(chǎn)運(yùn)作中，要想保證煤礦輸送機(jī)能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要加入一些核心技術(shù)元件到輸送機(jī)設(shè)備中，比如在輸送設(shè)備中加入安全自我診斷和保護(hù)系統(tǒng)，以此來(lái)提升輸送設(shè)備的工作效率。通過(guò)機(jī)電一體化系統(tǒng)檢測(cè)到輸送機(jī)跑偏或者軸承溫度過(guò)高等問(wèn)題，自主做出相對(duì)應(yīng)的響應(yīng)，及時(shí)排除設(shè)備故障，保證煤炭生產(chǎn)正常運(yùn)行。

（3）應(yīng)用到安全監(jiān)控。煤炭生產(chǎn)安全問(wèn)題一直是社會(huì)熱點(diǎn)話題，為了提供煤炭生產(chǎn)安全系數(shù)，需要加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的組建，使其在煤炭生產(chǎn)中起到重要作用。如KJ90煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)中得到普及，其主要采用微軟應(yīng)用操作系統(tǒng)與互聯(lián)進(jìn)行連接，以此來(lái)提升煤炭生產(chǎn)中安全監(jiān)控的科學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)管煤炭生產(chǎn)過(guò)程的目的。另外，要想加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用，除了提升硬件方面能力外，還要注意軟件方面的升級(jí)和優(yōu)化，增加系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警功能、故障顯示功能等功能性。通過(guò)全方位的安全監(jiān)測(cè)煤礦生產(chǎn)過(guò)程，利用現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行一些細(xì)節(jié)工作，以此來(lái)降低整個(gè)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)值，同時(shí)安全監(jiān)察系統(tǒng)也為煤礦設(shè)備維修工作提供參考數(shù)據(jù)，減少煤礦設(shè)備檢修時(shí)間。

4.煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用路徑

（1）自藕減壓起動(dòng)控制柜。自藕減壓起動(dòng)控制柜是煤礦生產(chǎn)體系中一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)備，此類型煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠保證風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，為煤礦生產(chǎn)構(gòu)建更加安全的工作環(huán)境。由于煤炭生產(chǎn)中風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證整個(gè)煤礦生產(chǎn)過(guò)程有序進(jìn)行，保證完成最終煤礦生產(chǎn)任務(wù)。由于煤礦生產(chǎn)本身的特殊性，在各類型機(jī)械設(shè)備施工過(guò)程中還存在一些影響因素，十分容易產(chǎn)生高溫，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中也會(huì)伴隨出現(xiàn)很多易燃物質(zhì)，如果不能妥善處理這些問(wèn)題，會(huì)加大煤礦安全事故發(fā)生概率。

（2）運(yùn)輸與支護(hù)設(shè)備。帶式運(yùn)輸機(jī)是煤炭生產(chǎn)中一種常見(jiàn)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，由于其具備輸送量大、輸送率高、連續(xù)輸送等優(yōu)勢(shì)，是構(gòu)建自動(dòng)化煤炭運(yùn)輸體系的關(guān)鍵組件。由于帶式運(yùn)輸機(jī)采用機(jī)電一體化啟動(dòng)裝置，此種裝置是一種服務(wù)于煤炭皮帶運(yùn)輸機(jī)的軟驅(qū)動(dòng)裝置，可以裝有一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其驅(qū)動(dòng)點(diǎn)能夠全面控制運(yùn)輸機(jī)工作，提高輸送設(shè)備的工作效率和安全可靠性。

液壓支架是一種常用的煤礦機(jī)電一體化支護(hù)設(shè)備，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)中結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)和液壓技術(shù)，有效減少支護(hù)設(shè)備的沖擊荷載，保證煤炭生產(chǎn)的穩(wěn)固性。其中，乳化泵作為提供乳化液壓的設(shè)備，其不僅具有壓力高、流量大的優(yōu)勢(shì)，還能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)乳化液濃度，為煤炭安全生產(chǎn)提供更多有利條件。

（3）礦難救援系統(tǒng)?，F(xiàn)如今，煤礦安全事故是當(dāng)前設(shè)備熱點(diǎn)問(wèn)題，一旦發(fā)生煤礦安全事故等問(wèn)題，礦難救援團(tuán)隊(duì)會(huì)使用探測(cè)機(jī)器人和救援機(jī)器人進(jìn)行輔助救援，這樣會(huì)極大程度節(jié)省救援時(shí)間，減少事故損傷情況。而產(chǎn)生這種效果，是由于這些機(jī)器人都是基于人工智能技術(shù)產(chǎn)生的一種機(jī)電一體化產(chǎn)品，其不僅具有較高的探測(cè)分析能力，還能準(zhǔn)確的鎖定事故發(fā)生位置，判斷出危險(xiǎn)區(qū)域范圍，搜救人員可以根據(jù)機(jī)器人傳遞信息制定科學(xué)營(yíng)救方案。由此可見(jiàn)，當(dāng)?shù)V難發(fā)生后，礦井救援機(jī)器人可以通過(guò)井下探測(cè)，獲取更多的事故信息，生產(chǎn)事故發(fā)生區(qū)域的具體圖像，提升礦難救援效率。因此，煤礦行業(yè)要結(jié)合實(shí)際情況，大力研發(fā)礦難救援機(jī)器人，使其逐漸向著智能化、可視化、系統(tǒng)化等方向發(fā)展，構(gòu)建完整的礦難救援系統(tǒng)。

（4）提升機(jī)的電控系統(tǒng)。提升機(jī)是煤炭生產(chǎn)體系中一個(gè)非常重要的機(jī)械設(shè)備。因此在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，一定要高度重視提升機(jī)的電控系統(tǒng)安全性能，避免由于電路系統(tǒng)出現(xiàn)老化、短路等問(wèn)題影響生產(chǎn)效率。而機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到提升機(jī)的電控系統(tǒng)中，可以有助于增強(qiáng)電控系統(tǒng)功能，全面控制煤礦設(shè)備的運(yùn)作效率，降低這些設(shè)備運(yùn)作中的能源損耗。再加上交流電控系統(tǒng)中的電子信息模塊能夠?qū)崿F(xiàn)集成，所以在煤礦生產(chǎn)中，可以根據(jù)煤礦開(kāi)采企業(yè)的實(shí)際情況，轉(zhuǎn)變提升機(jī)的操作狀態(tài)。另外，提升機(jī)利用機(jī)電一體化交流電力系統(tǒng)能夠快速地調(diào)整參數(shù)，并且其安裝系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，為煤礦行業(yè)帶來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

（5）鋼絲繩損傷定量檢測(cè)系統(tǒng)。鋼絲繩在煤炭生產(chǎn)中具有重要作用，其作為煤炭開(kāi)采的重要基礎(chǔ)設(shè)備，其質(zhì)量必須得到高效保證。如果煤炭生產(chǎn)中使用的鋼絲繩質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，一定會(huì)在煤礦作業(yè)中出現(xiàn)斷裂或者不穩(wěn)定現(xiàn)象，這樣會(huì)對(duì)煤礦工人造成安全威脅。為了降低這些問(wèn)題的出現(xiàn)，煤礦開(kāi)采企業(yè)可以通過(guò)鋼絲繩損傷定量檢測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)傳統(tǒng)的鋼絲繩檢測(cè)方式，為煤炭生產(chǎn)提供更加安全的保障。

（6）煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)。從現(xiàn)代煤炭生產(chǎn)整體結(jié)構(gòu)中看，通風(fēng)設(shè)備、排水設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備和瓦斯?jié)舛葯z測(cè)儀等機(jī)械設(shè)備決定著煤炭生產(chǎn)的安全性能，近幾年發(fā)生的煤礦事故還是有很多，一旦發(fā)生事故，勢(shì)必會(huì)造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失等，給社會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。為了減少煤礦事故發(fā)生概率，各地區(qū)煤礦開(kāi)發(fā)企業(yè)都在積極嘗試應(yīng)用現(xiàn)代史煤炭生產(chǎn)技術(shù)和方式，借助機(jī)電一體化技術(shù)構(gòu)建完整的煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)，以此來(lái)提升煤炭生產(chǎn)的安全性。另外煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)其本身具有獨(dú)特的性質(zhì)，系統(tǒng)中融合機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成技術(shù)和圖像處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，可以對(duì)煤炭生產(chǎn)實(shí)施全方位安全性能檢測(cè)，從中提升煤炭生產(chǎn)的安全系數(shù)。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突破，煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，為整個(gè)煤炭生產(chǎn)提供更加豐富的技術(shù)和設(shè)備支持。由于煤礦開(kāi)采的特殊性，一些原始的開(kāi)采方式已經(jīng)不適用當(dāng)前發(fā)展，煤礦開(kāi)采企業(yè)要不斷研發(fā)出高效的煤炭開(kāi)采方式，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用帶入其中，利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)提升煤炭生產(chǎn)效益。