機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用

孟瑞峰

（內(nèi)蒙古神東天隆集團股份有限公司武家塔露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

在行業(yè)發(fā)展的進程中，科技起到的推動作用是明顯的。從煤礦行業(yè)的角度來說，機電一體化技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，并促使煤礦行業(yè)發(fā)展速度持續(xù)加快。對此項技術(shù)加以運用能夠起到的作用較大，通過其技術(shù)可以使得煤礦開采的整體效率明顯提升，生產(chǎn)方式也會更為先進，相關(guān)人員所要承受的勞動強度也會降低很多，另外可以使企業(yè)獲得的經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化。機電一體化技術(shù)得到充分應(yīng)用可以使得煤炭開采量大幅增加，而且可以將開采費用控制在合理的范圍內(nèi)，工作人員的人身安全也可得到保證，并可使得煤礦事故發(fā)生幾率降低很多。

1 機電一體化技術(shù)

從煤礦工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，煤炭開采、設(shè)備裝配等已經(jīng)對機電一體化技術(shù)加以應(yīng)用。機電一體化即通過有效措施使得信息技術(shù)、電子工程技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)有機結(jié)合，進而在機械工程中加以充分應(yīng)用，確保其作用能夠充分發(fā)揮出來。對于機械工程而言，將機電一體化技術(shù)的價值展現(xiàn)出來，能夠使操作的整個過程納入到自動監(jiān)控中。在現(xiàn)階段，智能微電子技術(shù)的發(fā)展速度是較快的，在此背景下，將現(xiàn)代信息技術(shù)、機械工程技術(shù)切實結(jié)合起來，并對智能系統(tǒng)予以充分利用，可以保證機電自動化技術(shù)具有的優(yōu)勢真正展現(xiàn)出來，技術(shù)性能會有大幅提升，在工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用后，也可為工業(yè)發(fā)展注入強勁動力。這里需要指出的是，技術(shù)結(jié)合并非只是將相關(guān)的系統(tǒng)予以疊加處理，必須要按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來完成技術(shù)分析，繼而將不同技術(shù)具有的優(yōu)勢加以整合，確保一體化目標(biāo)能夠切實達成，技術(shù)性能可以充分發(fā)揮，使得機電一體化技術(shù)能夠保持更為穩(wěn)健的發(fā)展?，F(xiàn)代信息技術(shù)涵蓋的領(lǐng)域較多，從機電一體化來說，也必須要將信息技術(shù)的應(yīng)用作為關(guān)注的重點，并要保證思維創(chuàng)新能夠切實達成[1]。從當(dāng)前應(yīng)用的現(xiàn)狀來看，信息處理技術(shù)帶來的障礙是較大的，因而要針對技術(shù)故障展開全面的分析，確保能夠在最短時間內(nèi)予以消除，進而使得技術(shù)障礙造成的影響大幅降低。為了保證信息傳輸更為順利，信息技術(shù)的處理是不可忽視的，而要保證機電一體化技術(shù)能夠真正發(fā)揮出效用，數(shù)據(jù)信息傳輸也是不可忽視的，只有獲得所需信息，運行才能真正保持正常狀態(tài)，所以說，信息技術(shù)需求方面存在的障礙也是較為常見的。確保信息化技術(shù)具有的性能大幅提升，信息傳輸保持正常，這些在機電一體化生產(chǎn)中都是要加以考慮的，當(dāng)技術(shù)性能得到提高后，機電一體化才可在更為適宜的環(huán)境中保持穩(wěn)定運行狀態(tài)。

2 機電一體化技術(shù)在煤礦機械設(shè)備中的重要作用

國內(nèi)的機械水平有明顯提升，這對煤礦行業(yè)發(fā)展起到的促進作用是較大的，從煤礦企業(yè)的角度來說，必須要認(rèn)識到機電一體化技術(shù)的重要性，并對其加以充分利用。我們國家的煤礦企業(yè)對機械設(shè)備維護、升級的重視程度是較高的，如此可以使機電設(shè)備的使用壽命切實延長，其性能也會真正發(fā)揮出來。眾所周知，煤礦開采所處環(huán)境是非常惡劣的，地下環(huán)境較為復(fù)雜，這就使得機械設(shè)備運作受到極大的影響，如果未能得到解決的話，那么在使用過程中出現(xiàn)安全隱患的幾率是較大的，解決這個問題的主要途徑就是要將機電一體化技術(shù)加以充分利用，如此可以對環(huán)境產(chǎn)生的影響切實降低，勞動安全也可得到保證，相關(guān)人員所要承擔(dān)的工作也會明顯減輕[2]。和傳統(tǒng)煤礦機械設(shè)備比較可知，對機電一體化技術(shù)加以應(yīng)用可以使得工作效率大幅提升，煤礦生產(chǎn)質(zhì)量也會得到切實保證。對自動化控制技術(shù)、計算機技術(shù)加以應(yīng)用后，煤礦機電設(shè)備具有的工作性能會切實增強，運行效率會有大幅提高，這樣一來，煤炭產(chǎn)量自然就可得到保證，企業(yè)能夠獲得更大的經(jīng)濟效益，煤礦工人所要承擔(dān)的勞動力也會減輕很多，可為煤礦行業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 在煤礦機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 保障生產(chǎn)安全

從煤礦行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，生產(chǎn)安全受重視程度是較高的，國內(nèi)煤礦生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的速度是較快的，尤其是安全水平的提升需要重點關(guān)注。煤礦機械的應(yīng)用過程中，機電一體化技術(shù)能夠起到促進作用，可以使得機械化水平有明顯提高，相關(guān)人員并不需要和機械設(shè)備接觸，采用遠程操控方式就能夠完成生產(chǎn)工作，這樣一來，人員安全就會得到保證。另外，利用機電一體化技術(shù)還可保證監(jiān)控更具實時性，了解生產(chǎn)環(huán)境出現(xiàn)的變化，在第一時間將安全隱患尋找出來。從機械設(shè)備操控的角度來說，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以使得精確性明顯提升，設(shè)備能夠保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，這樣就可保證安全事故的發(fā)生幾率大幅降低。

3.2 提高企業(yè)經(jīng)濟效益及工人收入

煤礦生產(chǎn)是離不開機械設(shè)備的，將機電一體化技術(shù)加以應(yīng)用可以使得煤礦企業(yè)獲得更為理想的經(jīng)濟效益。具體來說，首先是通過機電一體化技術(shù)可以使煤礦生產(chǎn)有序展開，投入的人力資源明顯減少，如此一來就可使成本控制在合理的范圍內(nèi)[3]；其次是利用機電一體化技術(shù)能夠使整個生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化程度大幅提高，生產(chǎn)效率也會有明顯提升；最后是在機電一體化技術(shù)的輔助下，精確度能夠得到保證，智能化水平也會提高很多，煤礦生產(chǎn)自然就可順利展開，企業(yè)在市場中可以保持競爭優(yōu)勢。

3.3 提高煤礦開采效率

將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機械當(dāng)中能夠使煤炭開采方式出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)變，可選擇更為適用的生產(chǎn)方式，而且開采效率也會有明顯提升。將智能化、自動化技術(shù)加以充分應(yīng)用可以使機械設(shè)備存在的弊端切實消除，這是保證煤炭開采效率的關(guān)鍵所在。

3.4 節(jié)能性和環(huán)保性更好

從煤礦機械設(shè)備現(xiàn)狀來看，將機電一體化技術(shù)加以應(yīng)用可以使設(shè)備性能大幅增強，能耗也會明顯減少。從掘進機械、運輸機械來看，將機電一體化技術(shù)予以應(yīng)用后能夠保證此類設(shè)備的運行更為穩(wěn)定，可控性也會明顯增強，而且煤礦開采也不會嚴(yán)重破壞周邊環(huán)境，這樣就可保證生態(tài)化生產(chǎn)目的順利達成[4]。

4 機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用

4.1 在煤礦掘進機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

對當(dāng)下的煤礦作業(yè)進行分析可知，機械設(shè)備的使用是較為常見的，而煤礦掘進機則是不可缺少的。此種機械設(shè)備是通過PLC技術(shù)來實現(xiàn)控制目的，電路、元器件、油泵均納入到監(jiān)控范圍中，如此就可使保護效果更為理想。對其電氣系統(tǒng)進行分析可知，組成部分包括照明燈、操作箱、開關(guān)箱等，而且這些元器件的安全性能是較高的。整個電氣控制系統(tǒng)采用的設(shè)計理念是較為先進的，結(jié)構(gòu)也更加合理，安裝工作也是非常簡單的。煤礦掘進機采用的控制系統(tǒng)是非常先進的，故障記憶功能也已具備，這樣就可保證主控制器能夠得到有效管控，而且保護效果更為理想。掘進機處于工作狀態(tài)時，工作電壓、運行數(shù)據(jù)能夠在顯示儀表、液晶屏中清晰呈現(xiàn)，故障信息同樣可以顯示，這樣就可保證相關(guān)人員及時予以解決，之所以這個目的能夠順利實現(xiàn)，是因為動力載波技術(shù)得到了合理應(yīng)用。通過PLC技術(shù)也可有效控制回路，也就是利用通訊器實現(xiàn)對操作箱的控制，保證信號收集順利完成，在相關(guān)程序的輔助下使得繼電器輸出得到有效控制，如此一來，開關(guān)控制目的就能夠切實達成。對計算機一體化技術(shù)加以應(yīng)用可以使得掘進機控制系統(tǒng)的作用充分發(fā)揮出來，漏電檢測、電流互感器的控制真正實現(xiàn)自動化，如此一來，電氣控制系統(tǒng)自然就會更具實效性。

4.2 在煤礦采煤機中的應(yīng)用

在進行煤礦生產(chǎn)作業(yè)的過程中，采煤機的使用是不可忽視的，想要保證煤礦產(chǎn)量大幅提升，經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化，關(guān)鍵就是要尋找到可行的途徑來保證采煤機運行效率切實提高，而機電一體化技術(shù)得到應(yīng)用后，電牽引采煤機出現(xiàn)，并在煤礦開采中發(fā)揮著重要作用，其機械性能有明顯提升，并對生產(chǎn)效率起到促進作用，和傳統(tǒng)采煤機相比，具有的優(yōu)勢是較大的。對電牽引采煤機分析可知，其選用了電控制操作，如此可以保證采煤機獲得足夠的牽引力，移動過程中產(chǎn)生的阻力不會有影響，如果牽引采煤機下滑的話，電制動可以直接啟動，而且電能消耗也可控制在合理范圍內(nèi)[5]。從煤礦作業(yè)的角度來說，開采深度加大后，煤層傾斜角必然會有改變，若想保證開采作業(yè)順利展開，必須要保證采煤機具有良好的制動性。牽引電動機對機電一體化技術(shù)予以應(yīng)用之后，軸端可安裝控制裝置，如此就能保證采煤機避免下滑。我們國家對其是較為重視的，采煤機的自主研發(fā)正在深入展開，而將機電一體化技術(shù)加以應(yīng)用則可使得煤礦機電設(shè)備的實效性大幅提升。

4.3 在煤礦生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在進行煤礦開采的過程中，安全問題是不能有絲毫忽視的，為了使得生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的作用真正發(fā)揮出來，應(yīng)該對機電一體化技術(shù)予以應(yīng)用，如此可以保證傳統(tǒng)監(jiān)測中存在的一些問題順利消除，煤礦生產(chǎn)面對的安全隱患自然就會減少很多，相關(guān)人員的安全也就能得到保證，安全事故發(fā)生概率會降至最低。從我們國家的現(xiàn)狀來看，機電一體化技術(shù)的相關(guān)研究正在穩(wěn)步推進，和域外發(fā)達國家進行比較是較為落后的，自上世紀(jì)90年代起，煤礦機械設(shè)備開始對此項技術(shù)加以應(yīng)用，效果是較為明顯的。在科技水平大幅提升之后，煤礦生產(chǎn)的受重視程度明顯提高，尤其是安全生產(chǎn)成為大家關(guān)注的重點，因而安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)成為了研究的主要方向。從當(dāng)下的現(xiàn)狀來看，機電一體化技術(shù)已經(jīng)較為成熟，相關(guān)的研究也在深入展開，這就使得煤炭監(jiān)控系統(tǒng)的整體水平明顯提升，煤炭開采作業(yè)可以在更為安全的環(huán)境中展開。

4.4 在皮帶輸送機中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)在展開開采作業(yè)的過程中，輸送機是不可缺少的機械設(shè)備，從當(dāng)下的開采作業(yè)現(xiàn)狀來看，皮帶輸送機的應(yīng)用是較為常見的，其在運輸能力、工作效率、持續(xù)性等方面具有明顯的優(yōu)勢，因而得到了較為普遍的應(yīng)用。從煤礦企業(yè)的角度來說，若想保證生產(chǎn)運輸?shù)膶嶋H需要得到滿足，必須要將皮帶輸送機的作用充分發(fā)揮出來。將機電一體化技術(shù)予以應(yīng)用可以使機械設(shè)備具有的性能大幅提高，而且其運行能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)，效率也會有明顯提升。進行煤礦開采作業(yè)時，機電一體化皮帶輸送機的應(yīng)用效果是更為理想的，通過CST可控軟件能夠使其驅(qū)動裝置得到良好控制，運行自然就更加的平穩(wěn)，而且煤炭的長距離運輸也能夠真正實現(xiàn)[6]。機電一體化皮帶輸送機已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，然而有些技術(shù)問題暫未得到解決，這就使輸送能力和輸送距離受到限制，而且在對該設(shè)備進行啟動、監(jiān)控時出現(xiàn)的問題較多，當(dāng)然，在機電一體化技術(shù)更為成熟后，這些問題自然就得到順利解決。

4.5 在安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用

從煤礦機械設(shè)備的實際應(yīng)用現(xiàn)狀來看，將機電一體化技術(shù)予以充分利用可以使設(shè)備運行效率大幅提升，系統(tǒng)安全也可得到切實保證。從設(shè)備系統(tǒng)控制角度來說，通過機電一體化技術(shù)能夠保證控制的準(zhǔn)確性大幅提高，設(shè)備狀態(tài)、周邊環(huán)境等也可得到行之有效的監(jiān)督，這樣一來，機械設(shè)備在運行的過程中就能夠保持更為穩(wěn)定的狀態(tài)，另外還可將故障隱患及時尋找出來，并對可能出現(xiàn)的安全問題予以準(zhǔn)確判斷，采用可行的方式來解決故障，使風(fēng)險發(fā)生概率大幅降低。輸送機在煤礦生產(chǎn)中的重要性是毋庸置疑的，而且需要長時間運轉(zhuǎn)，地下環(huán)境對其產(chǎn)生的影響也是較大的，所以要對機電一體化技術(shù)加以充分利用，如此方可保證輸送機的功能充分展現(xiàn)出來。

4.6 在線監(jiān)控、自動報警以及故障診斷方面的應(yīng)用

對于煤礦企業(yè)來說，要對在線控制予以重點關(guān)注。簡單來說就是對機電一體化技術(shù)加以應(yīng)用，使得電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等得到行之有效的監(jiān)控，對運行的實際情況有切實的了解。如果發(fā)現(xiàn)異常的話，則能夠在第一時間將警報自動發(fā)出，相關(guān)人員就可通過給出的提示確定發(fā)生故障的具體位置，進行采取可行的措施予以解決，如此一來，從事設(shè)備維護工作的相關(guān)人員所要面對的工作壓力就會大幅減輕，工作難度也降低很多，更為重要的是，煤礦機械設(shè)備也可保持較高的工作效率，維護成本能夠控制在合理的范圍內(nèi)。另外，這樣還能夠使機械設(shè)備維修工作在較短時間內(nèi)完成，煤礦機械設(shè)備的正常使用就不會受到較大影響[7]。

5 機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用發(fā)展分析

目前，隨著計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展和普及，人們實現(xiàn)了遠程交流，在煤礦企業(yè)中，利用這種遠程交互技術(shù)，讓中控人員實現(xiàn)了在陸地對礦井下作業(yè)進行遠程控制和監(jiān)測，這種現(xiàn)代化的監(jiān)控方式對煤礦現(xiàn)場安全作業(yè)有效開展以及各生產(chǎn)流程的順利進行具有非常重要的意義。未來，機電一體化技術(shù)會向細微化方向發(fā)展，會更加便捷、高效、平穩(wěn)。這些都會給煤炭企業(yè)的發(fā)展注入強大的發(fā)展動力，這些機電一體化機械設(shè)備的操作和控制都會變得越來越簡單，并且機械設(shè)備的體積也會集中化，占用的空間會更少，對環(huán)境的要求也會越來越隨意，對操作人員來說，更容易操作。與此同時，也會讓煤礦開采工作實現(xiàn)全自動化控制，無須人員下井進行操作，大大降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此在一定程度上提高了生命安全性和突發(fā)事故的應(yīng)激性，并增強了自我保護措施[8]。這種更加精細化的機電一體化技術(shù)發(fā)展和煤炭機械設(shè)備的融合，為煤炭企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供了更加可靠的保障。

6 結(jié)束語

綜上所述，機電一體化技術(shù)在當(dāng)前我國多個產(chǎn)業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用，在提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)品質(zhì)和安全水平方面都有積極意義。對于國家和社會發(fā)展至關(guān)重要的煤礦產(chǎn)業(yè)而言，需要利用機電一體化技術(shù)進一步實現(xiàn)技術(shù)升級，避免傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下效率低、風(fēng)險高、環(huán)境破壞大的問題。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)礦井巷道掘進、采煤、輸送等環(huán)節(jié)的高度自動化生產(chǎn)，不僅可以提升企業(yè)效益，充分保證生產(chǎn)安全，還具備生態(tài)環(huán)保的重要意義。