機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用

郭 超

（山西省工程職業(yè)技術(shù)學(xué)校，山西 大同 037000）

隨著現(xiàn)代社會(huì)科技的不斷進(jìn)步，各行業(yè)要想蓬勃發(fā)展必須要跟隨時(shí)代發(fā)展的腳步，在自身發(fā)展中積極應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)中，煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著重要作用，煤礦產(chǎn)業(yè)要想得到進(jìn)一步發(fā)展，必然要重視機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的合理應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)是保證煤礦機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率的重要基礎(chǔ)，還可以進(jìn)一步推動(dòng)煤礦生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，讓其在機(jī)械化道路上不斷奮進(jìn)。所以，煤礦企業(yè)必須要深入分析機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，并在實(shí)際應(yīng)用中積極需求技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而提高煤礦機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率，確保其生產(chǎn)質(zhì)量。

1 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的積極作用

1.1 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高

傳統(tǒng)的煤礦機(jī)械設(shè)備往往通過(guò)人工控制的方式進(jìn)行相關(guān)工作，這就很容易被工作人員主觀性、技術(shù)水平所影響，再加上這些機(jī)械設(shè)備操作難度較大，設(shè)備運(yùn)行故障與安全事故發(fā)生的可能性較大，導(dǎo)致煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率低下，很多人力資源、物力資源以及資金資源等存在浪費(fèi)現(xiàn)象，為企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不高。在煤礦機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，設(shè)備的工作方式得到了優(yōu)化，且運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)減少了人工成本，在設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控管理。同時(shí)，也有效避免了人為因素導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行故障問(wèn)題，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升提供了重要保障。[1]

1.2 促進(jìn)工作效率進(jìn)一步提升

與傳統(tǒng)的煤礦機(jī)械工作方法相比較而言，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了很多工作環(huán)節(jié)自動(dòng)化運(yùn)行，結(jié)合設(shè)備的實(shí)際特點(diǎn)與具體情況，在煤礦機(jī)械設(shè)備中融合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、智能化、數(shù)控等技術(shù)，促使煤礦機(jī)械自動(dòng)化、智能化水平穩(wěn)步提升，在預(yù)先程序控制的操作基礎(chǔ)上幫助機(jī)械設(shè)備工作效率得到有效提升。

1.3 為工作安全性提供保障

煤礦機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境較差，很多因素都可能會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)安全事故。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備工作中，常常采用人工操作的方式進(jìn)行管控，工作人員需要對(duì)工作環(huán)境、安全隱患等進(jìn)行有效防范，如果人工安全防范工作出現(xiàn)問(wèn)題，或工作人員安全防范能力不足，就很可能發(fā)生安全事故。在煤礦機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以充分發(fā)揮其自動(dòng)檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及報(bào)警等功能，一旦設(shè)備存在運(yùn)行故障問(wèn)題，或其運(yùn)行環(huán)境出現(xiàn)異常情況，可以將信息及時(shí)反饋給相關(guān)工作人員，并對(duì)故障、預(yù)警進(jìn)行分析，進(jìn)而提高工作人員故障處理效率，確保設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全性。[2]

2 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的實(shí)際應(yīng)用分析

2.1 在掘進(jìn)機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

煤礦開采工作離不開掘進(jìn)機(jī)械的有力支撐。掘進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)主要包括隔爆照明燈、隔爆開關(guān)箱、安全操作箱等，在液壓系統(tǒng)的支持下為煤礦開采提供重要的技術(shù)支撐。掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)的主要作用在于為主控制器正常運(yùn)行提供保障，充分發(fā)揮“故障記憶”的優(yōu)勢(shì)，在操作性顯示屏、隔爆開關(guān)箱儀表上展示設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，利用動(dòng)力載波實(shí)現(xiàn)開關(guān)箱與操作箱通信，在兩芯通訊電纜的幫助下進(jìn)行高效通訊，通過(guò)快速插頭連接電纜?；跈C(jī)電一體化技術(shù)的電氣系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)十分突出，它采用最新設(shè)計(jì)理念，在顯示屏上充分展現(xiàn)掘進(jìn)設(shè)備的運(yùn)行情況，并且機(jī)電一體化的掘進(jìn)機(jī)械按照方式十分簡(jiǎn)單，控制裝置也十分方便，通過(guò)編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制，發(fā)揮其有效監(jiān)控、保護(hù)電路的功能。[3]除此之外，機(jī)電一體化的掘進(jìn)機(jī)械實(shí)際工作狀態(tài)都可以在顯示屏中展現(xiàn)，包括工作電壓、發(fā)生的故障問(wèn)題等，有助于科學(xué)控制系統(tǒng)回路，為繼電器的穩(wěn)定輸出提供保證，確保電機(jī)安全啟停落實(shí)到位。編程控制器還可以檢測(cè)各項(xiàng)漏電情況，對(duì)電機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，自動(dòng)化保護(hù)電機(jī)?；谠闯绦虮Ｗo(hù)電控系統(tǒng)，對(duì)故障情況進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，提高煤礦掘進(jìn)的穩(wěn)定性能。

2.2 在支護(hù)設(shè)備中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

為了保證煤礦開采過(guò)程中支護(hù)設(shè)備的可靠性，一般采用液壓支護(hù)方式。隨著機(jī)電一體化技術(shù)不斷發(fā)展，煤礦支護(hù)技術(shù)也有了很大的進(jìn)步，且朝著弱電控制方向不斷發(fā)展，在支護(hù)中合理融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)定壓雙向鄰架提高煤礦開采支護(hù)裝置的穩(wěn)定性，對(duì)頂板與支架產(chǎn)生的物理沖突情況逐漸減少。在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，通過(guò)電液進(jìn)行控制，提高移動(dòng)速度，還可以檢測(cè)支架的實(shí)際工作狀態(tài)。液壓支護(hù)通過(guò)乳化液泵對(duì)高壓液體裝置進(jìn)行支護(hù)，為了保證高壓、大流量供液，應(yīng)對(duì)煤礦液壓支護(hù)設(shè)備需要用液量進(jìn)行充分考慮，對(duì)供液量進(jìn)行合理調(diào)整。智能型乳化液泵站系統(tǒng)主要由自動(dòng)配液、智能供液兩個(gè)部分組成，利用智能乳化液泵站自行檢測(cè)油箱、油位高度，然后自動(dòng)配液，檢測(cè)乳化液的濃度。一旦發(fā)現(xiàn)濃度異常，會(huì)對(duì)其進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，如果經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后濃度仍然存在異常，將會(huì)發(fā)出預(yù)警，進(jìn)而開展定時(shí)沖洗工作，對(duì)實(shí)際使用中的乳化液用量進(jìn)行有效控制。[4]

2.3 在采煤機(jī)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在煤礦開采過(guò)程中，采煤機(jī)是重要的機(jī)械設(shè)備，直接關(guān)系著煤礦生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)也在一定程度上影響著煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，在采煤機(jī)中合理應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，通過(guò)電牽引采煤機(jī)對(duì)實(shí)際操作的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，盡可能減少阻力問(wèn)題的出現(xiàn)，降低煤礦生產(chǎn)被不良因素影響的可能性。運(yùn)用電牽引采煤機(jī)時(shí)，還可以利用電制動(dòng)進(jìn)行操作。目前，采礦深度越來(lái)越大，煤層可能出現(xiàn)傾斜問(wèn)題，在傾斜角度為40-50 度時(shí)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)作業(yè)，促使制動(dòng)性能得到提高，有效控制用電情況，避免在開采過(guò)程中發(fā)生下滑情況，有效防止出現(xiàn)安全事故。因此，在機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用中，煤礦企業(yè)還應(yīng)更加重視其應(yīng)用情況，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)各項(xiàng)工作有序開展，減少影響因素，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

2.4 在提升機(jī)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在煤礦開采中，提升機(jī)是必不可少的機(jī)械設(shè)備，其在煤礦開采中發(fā)揮著重要的積極作用。提升機(jī)的水平最為智能化，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用其中的重要性不言而喻。[5]提升機(jī)有很多種類，在綜合考慮之下液壓防爆提升機(jī)最為常用。與其他種類的提升機(jī)相比較而言，這種提升機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯。第一，它采用液壓形式進(jìn)行傳動(dòng)，出現(xiàn)的防爆問(wèn)題更加容易解決，尤其是在井下作業(yè)時(shí)如果有易燃易爆氣體出現(xiàn)，它有著很好的防爆效果；第二，具有非常穩(wěn)定的調(diào)速，這種提升機(jī)可以進(jìn)行無(wú)窮極調(diào)速，還能在飛速運(yùn)轉(zhuǎn)下穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而提高提升機(jī)的工作效率；第三，通過(guò)液壓方式完成調(diào)速與控制，很容易達(dá)到防爆效果的同時(shí)具備很強(qiáng)的安全性能。

2.5 在帶式輸送機(jī)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

由于煤礦開采深度逐漸增加，必須要重視運(yùn)輸工作，各項(xiàng)工作必須要得到落實(shí)，才能確保其運(yùn)行效果。在傳輸過(guò)程中，帶式輸送機(jī)是重要的設(shè)備，合理運(yùn)用帶式輸送機(jī)可以滿足各種采礦需要，且?guī)捷斔蜋C(jī)在各個(gè)時(shí)間環(huán)節(jié)中具有較為理想的性能與運(yùn)行效率，進(jìn)而提高整體運(yùn)行水平，符合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行需要。所以，為了避免在運(yùn)輸過(guò)程中負(fù)荷過(guò)高，應(yīng)將機(jī)電一體化技術(shù)融入其中，促使輸送機(jī)的性能指標(biāo)得到提升，更好地完成輸送任務(wù)。在煤礦生產(chǎn)中，CST 可控類型帶式輸送機(jī)最為關(guān)鍵，它可以通過(guò)軟件來(lái)控制，在長(zhǎng)距離傳輸中充分發(fā)揮作用，確保運(yùn)輸效率，提高運(yùn)輸?shù)目煽啃?。根?jù)多個(gè)角度分析，當(dāng)前帶式輸送機(jī)的研究中仍然存在一些技術(shù)問(wèn)題未能解決，對(duì)煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益帶來(lái)了影響，煤礦企業(yè)必須對(duì)此更加重視，不斷創(chuàng)新與完善機(jī)電一體化技術(shù)，將其與煤礦機(jī)械有機(jī)結(jié)合，確保運(yùn)輸效率，進(jìn)一步提升運(yùn)輸質(zhì)量，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)對(duì)其的影響，對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)輸模式的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。

2.6 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)煤礦企業(yè)受到國(guó)外煤礦先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)水平的影響，致力于改善目前采煤效率較低的情況，積極引入國(guó)外先進(jìn)理念與技術(shù)，經(jīng)過(guò)不斷努力與發(fā)展，我國(guó)煤礦監(jiān)控技術(shù)水平有了很大的進(jìn)步。煤炭科學(xué)總院根據(jù)我國(guó)煤礦企業(yè)發(fā)展情況研發(fā)出了KJ95 系統(tǒng)，它能全面監(jiān)督井下工作情況。[6]監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)是KJ95系統(tǒng)中兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的體系，它們可以單獨(dú)工作，也能配合使用，確保地面電端機(jī)可以及時(shí)精確地接收通信系統(tǒng)發(fā)出的語(yǔ)音信號(hào)、視頻信號(hào)。為了保證即時(shí)、精準(zhǔn)地進(jìn)行信息傳輸，煤礦企業(yè)的系統(tǒng)主線選擇光纖材料，光端機(jī)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)后由主線傳輸?shù)骄鹿舛藱C(jī)中，井下光端機(jī)再進(jìn)行光信號(hào)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并傳輸?shù)骄掠嘘P(guān)工作人員的接收設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)工作人員對(duì)各種信息的及時(shí)掌握。在這個(gè)過(guò)程中，可以雙向傳遞語(yǔ)音信息與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。目前，我國(guó)煤礦行業(yè)對(duì)KJ95 系統(tǒng)的研究仍然不夠深入，要想讓煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)更加完善優(yōu)質(zhì)的信息傳輸體系，還需要相關(guān)部門與工作人員不斷努力，深入研究機(jī)電一體化技術(shù)，為我國(guó)煤礦企業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供助力。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，由于其長(zhǎng)期處于復(fù)雜的工作環(huán)境中，很容易出現(xiàn)各種安全事故問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全很難保證，但在煤礦開采過(guò)程中，工作人員是必須要參與的，二者之間的矛盾突出。面對(duì)這樣的問(wèn)題，智能化設(shè)備發(fā)揮著重要作用。在現(xiàn)代化手段的協(xié)助下，機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代煤炭開采的一系列工作中發(fā)揮著重要作用，不需要工作人員切身開采，為現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全提供了保障。除此之外，由機(jī)器完成整個(gè)開采過(guò)程，這些設(shè)備可以24 小時(shí)不間斷的運(yùn)行，生產(chǎn)效率較高，有效保證煤礦開采效率與安全性，給煤礦企業(yè)創(chuàng)造了更大的價(jià)值。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，機(jī)械化程度將在采煤行業(yè)方方面面進(jìn)行有效滲透。

最近幾年來(lái)，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)高速發(fā)展且得到了廣泛應(yīng)用，人們可以利用網(wǎng)絡(luò)暢通無(wú)阻的溝通與交流。煤礦企業(yè)也可以在遠(yuǎn)程交互技術(shù)的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，以便捷的監(jiān)控方式保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全性，規(guī)范各生產(chǎn)流程。

機(jī)電一體化在今后的發(fā)展過(guò)程中，必然越來(lái)越細(xì)微化、便捷化，進(jìn)而為煤礦企業(yè)帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)。例如，操作簡(jiǎn)單化、占用空間減小，打破原本開采環(huán)境的局限性。簡(jiǎn)單的操作方式還可以讓現(xiàn)場(chǎng)工作人員更加容易操作上手，有效提高工作人員生命安全性，強(qiáng)化其應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。

目前，煤礦機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中，必須要對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用管理更加重視，整合現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建一套完善的一體化設(shè)備，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)共同發(fā)展。但在實(shí)際煤礦機(jī)械生產(chǎn)中還存在一些問(wèn)題，相關(guān)工作人員必須要深入分析問(wèn)題的本質(zhì)，才能從根本上解決這些問(wèn)題，對(duì)煤礦機(jī)械的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析與研究，對(duì)煤礦生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與完善。先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備是創(chuàng)造更多生產(chǎn)力價(jià)值的重要基礎(chǔ)，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中進(jìn)一步保證了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全，也為煤礦企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展提供了重要助力。

在未來(lái)，機(jī)電設(shè)備精細(xì)化發(fā)展，并與煤礦行業(yè)進(jìn)行有機(jī)融合，必然會(huì)為煤礦行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。煤礦企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的深入探索，積極引入先進(jìn)設(shè)備，促使企業(yè)生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提升，提高企業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

4 總結(jié)

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，煤礦企業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮出機(jī)電一體化技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，提高煤礦生產(chǎn)的安全性，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員、機(jī)械設(shè)備的安全提供重要保障。煤礦企業(yè)將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備中，有助于開采效率的提升，進(jìn)而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的實(shí)際應(yīng)用，提高其應(yīng)用水平，提高企業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，促進(jìn)企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。