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摘要：隨著煤礦綜采智能化的發(fā)展趨勢，機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用程度不斷加深，其不僅有效提高了采礦效率和經(jīng)濟效益，也在一定程度上降低了煤礦工作者的勞動強度，實現(xiàn)采礦流程的安全管理。鑒于此，以機電一體化技術(shù)為研究主題，介紹了機電一體化技術(shù)的概念及特點，在此基礎(chǔ)上對機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的具體應用進行了探討。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；煤礦生產(chǎn)；技術(shù)應用

信息時代的到來，使得社會各行各業(yè)相繼步入了技術(shù)化、智能化、集成化的發(fā)展時代。傳統(tǒng)的煤炭行業(yè)自然也不例外，要想實現(xiàn)新時期的轉(zhuǎn)型突破，必須借助機電一體化技術(shù)的力量。利用機電一體化技術(shù)實現(xiàn)煤炭資源的高效開采、采礦流程的集成控制和規(guī)范管理，可促進整個煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文探討機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用，詳細總結(jié)其應用優(yōu)勢與影響，以期引起煤礦實踐工作者的進一步重視，進而加快機電一體化技術(shù)的應用，使其更快地造福于行業(yè)、社會發(fā)展。

1機電一體化技術(shù)概念及特點

1.1機電一體化技術(shù)概念

目前，行業(yè)內(nèi)對機電一體化技術(shù)的概念認識較為統(tǒng)一，該技術(shù)是大規(guī)模集成電路、微電子技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合應用于傳統(tǒng)機械工業(yè)領(lǐng)域的一門技術(shù)[1]。其不僅實現(xiàn)了對多種技術(shù)例如信息技術(shù)、接口技術(shù)、傳感測試技術(shù)等的融合利用，也需要協(xié)同利用系統(tǒng)論、控制論、信息論等理論基礎(chǔ)?；跈C電一體化技術(shù)可研制出相應的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品所具備的精密控制、精準傳輸、信息處理、集成管理等功能使得采礦產(chǎn)量和效率穩(wěn)步提高，解決了生產(chǎn)流程不規(guī)范、人員安全隱患、采礦作業(yè)智能化程度低等問題。

1.2機電一體化技術(shù)特點

1.2.1整體運行最優(yōu)化借助機電一體化技術(shù)可改變傳統(tǒng)采礦流程單一、效果不佳的問題，能整合技術(shù)優(yōu)勢、硬件軟件等因素實現(xiàn)整體運行的最優(yōu)化。最明顯的一個例子是，機電一體化設(shè)備能代替笨重的機械設(shè)備，只需要安裝輕便的變頻調(diào)速電子裝置即可達到控制的作用。這樣可使讓生產(chǎn)過程更加高效、節(jié)能、可靠、靈活，也能實現(xiàn)機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合，達到了系統(tǒng)整體運行的最優(yōu)化。1.2.2系統(tǒng)控制智能化機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)一個很大的區(qū)別是將更多的科學研究和技術(shù)手段與生產(chǎn)過程相結(jié)合。借助自動控制、自動檢測、自動信息處理、自動診斷、自動顯示等功能安排各部門的相關(guān)工作。其應用在很大程度上解決了人工在煤礦生產(chǎn)過程中復雜、煩瑣的無序操作問題。而且將機電一體化技術(shù)應用于煤礦生產(chǎn)過程中還可做到在出現(xiàn)危急情況時及時預警、有效解決。這也體現(xiàn)了機電一體化系統(tǒng)控制的智能化。1.2.3操作過程簡單化機電一體化技術(shù)應用于煤礦生產(chǎn)過程后，可根據(jù)系統(tǒng)儲存于磁盤中的預設(shè)操作進行調(diào)控，已有的預設(shè)信息會發(fā)出指令操作，只需要簡單地按下按鈕就可以持續(xù)運轉(zhuǎn)，對于企業(yè)管理者和使用者來講掌握較為簡單，不需要花費太多時間即可提高工作的便利程度[2]。

2煤礦生產(chǎn)中機電一體化技術(shù)的具體應用

2.1機電一體化技術(shù)在煤礦采煤機中的應用

采煤機在綜掘過程中發(fā)揮著關(guān)鍵的生產(chǎn)作用，其不但可以提高生產(chǎn)效率，提高經(jīng)濟效益，規(guī)范采礦流程管理，而且是綜采機械化、智能化程度發(fā)展的重要體現(xiàn)。一般來講，采煤機的組成部分包括截割部、裝載部、行走部、電動機、操作控制系統(tǒng)和輔助裝置，部件之間的協(xié)調(diào)運行較為復雜，需要調(diào)動機械、電氣和液壓等多個系統(tǒng)。機電一體化技術(shù)在采煤機中的應用使采煤機可在不同煤礦地質(zhì)條件下發(fā)揮其最大的效用。這里詳細解釋一下原因，應用機電一體化技術(shù)的采煤機中與普通的采煤機最大的區(qū)別在于是否安裝電牽引系統(tǒng)（見圖1）。普通的液壓牽引系統(tǒng)遇到傾斜角較大的煤層地質(zhì)條件時，會出現(xiàn)牽引力不足、不能勻速前行的狀況。應用機電一體化技術(shù)的采煤機則可以解決這類問題，所具有的電牽引系統(tǒng)可實現(xiàn)對電能的自動調(diào)控，有效解決行駛速度不均的問題，同時也借助數(shù)據(jù)分析防止牽引機的倒滑、自動啟動制動裝置、簡化作業(yè)流程、保障開采人員的安全等。圖1電牽引采煤機示意圖

2.2機電一體化技術(shù)在煤礦運輸設(shè)備中的應用

煤礦的運輸極為關(guān)鍵，要求相應的煤礦運輸設(shè)備具備高效性、安全性、長距離、連續(xù)性、自動化及大容量等特點。常見的煤礦運輸設(shè)備一般由液壓進行驅(qū)動，但存在牽引力不足的缺點，嚴重制約煤礦運輸。例如，帶式運輸機在綜采智能化進程中體現(xiàn)出的啟動延遲、動態(tài)調(diào)控不足、運輸質(zhì)量受限制等劣勢日益明顯。應用機電一體化技術(shù)的煤礦運輸設(shè)備可設(shè)置多個驅(qū)動點位，更好地適應運載負荷，有效改善煤礦運輸設(shè)備的靈敏性、安全性等各方面性能。不過就目前來說，中國機電一體化技術(shù)在煤礦運輸設(shè)備中的應用并不成熟，仍需對其進行更加深入的研究和探索。

2.3機電一體化技術(shù)在煤礦提升設(shè)備中的應用

煤礦開采完成后，需借助煤礦提升設(shè)備將煤炭從井下提取出來。目前中國煤礦主要應用的煤礦提升設(shè)備有兩種，分別為交流提升機和交直流提升機，這兩種設(shè)備有著具體的適用范圍和運載容量的限制。隨著機電一體化技術(shù)在煤礦提升設(shè)備中的應用，出現(xiàn)了內(nèi)裝式全數(shù)字化交直流提升機，其借助可編程邏輯控制器（ProgrammableLgicCntrolooer，PLC）技術(shù)進行控制電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計（見圖2），更好地實現(xiàn)了煤礦提升過程中滾筒和驅(qū)動裝置的有效結(jié)合，煤礦提升設(shè)備系統(tǒng)中信息化技術(shù)、電子機械技術(shù)的應用性更強，實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)與機械裝置的結(jié)合。通過數(shù)據(jù)設(shè)定更好地遠程操控煤礦提升機在煤礦運輸過程中的工作?；跈C電一體化技術(shù)的特點，中國已成功研發(fā)了S7和SIMADYND交流變頻提升機并投入煤礦使用，均表現(xiàn)出不俗的提升性。

2.4機電一體化技術(shù)在煤礦安全設(shè)備中的應用

生產(chǎn)安全是煤礦生產(chǎn)作業(yè)中一直強調(diào)的重點。要想提高生產(chǎn)安全性，就需要在煤礦安全監(jiān)控設(shè)備的應用上多下功夫。傳統(tǒng)的傳感系統(tǒng)存在反應速度慢、監(jiān)測不到位、傳輸出現(xiàn)阻礙等一系列問題，運用機電一體化技術(shù)的煤礦傳感系統(tǒng)（見圖3）可通過互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)信息做出及時判斷，并通過特定的傳輸系統(tǒng)將指令反饋到控制臺計算機，進而做出下一步的應急處理。在監(jiān)測到突發(fā)緊急情況時，應用機電一體化技術(shù)的傳感系統(tǒng)會自動報警，煤礦工作者可第一時間做出安全防范，掌握最佳的救援和處理時間，避免不必要的人身傷害[3-4]。液壓支架電液控制系統(tǒng)在井下支護中的應用體現(xiàn)了煤礦安全設(shè)備中機電一體化技術(shù)的成功應用。電液控制系統(tǒng)是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)和液壓技術(shù)綜合一體化的系統(tǒng)（見圖4），是實現(xiàn)綜合機械化采煤的關(guān)鍵。

3影響機電一體化技術(shù)應用于開采作業(yè)中的因素

結(jié)合機電一體化技術(shù)的應用實踐，總結(jié)實際應用經(jīng)驗，可得出影響其發(fā)揮作用的幾個因素。a)需要結(jié)合采礦機械作業(yè)的地質(zhì)環(huán)境、機器裝置特點構(gòu)建機電一體化技術(shù)控制系統(tǒng)。b)相關(guān)技術(shù)人員的操作規(guī)范水平與技能嫻熟程度影響著機電一體化技術(shù)的應用。c)機電一體化、自動化設(shè)備對技術(shù)的應用和開采的持續(xù)進行起著關(guān)鍵作用。電氣設(shè)備零件受損、自然電磁波、振動、離心力等都可能會對機電一體化設(shè)備產(chǎn)生負面影響。

4機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中應用的影響

機電一體化技術(shù)自從應用于煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域，便取得了不俗的成果，主要體現(xiàn)在以下幾方面。a)機電一體化技術(shù)的應用增強了控制能力，提高了安全生產(chǎn)系數(shù)。煤礦開采環(huán)境復雜惡劣，地下環(huán)境的不確定性和危險性較高，經(jīng)常出現(xiàn)塌方、瓦斯爆炸等，亟需技術(shù)的支撐作為保障工人安全的堅固屏障。通過機電一體化技術(shù)的具體應用，可有效減少危險礦井中人力的參與，轉(zhuǎn)變煤礦生產(chǎn)方式，規(guī)范開采流程。b)機電一體化技術(shù)的應用提高了煤礦開采效率，降低了成本，實現(xiàn)了高效生產(chǎn)。煤礦機電一體化技術(shù)的應用使得開采信息更為科學準確，延長了機器設(shè)備的使用壽命，優(yōu)化了資源配置，降低了相關(guān)的人力和物力成本消耗，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。而且機電設(shè)備一改往日的大體積、大面積，更為精巧，操作更加簡單與明朗化，只需要連接外部端口，啟動相應的線路程序，即可實現(xiàn)高水平機電布控，為采礦工作的高效率開展奠定基礎(chǔ)。將機電一體化技術(shù)應用于在煤礦生產(chǎn)中益處頗多，但目前機電一體化技術(shù)在中國煤礦生產(chǎn)中并沒有實現(xiàn)全面覆蓋，技術(shù)的成熟度和應用深度都需要進一步提升，其原因體現(xiàn)在以下兩方面。a)大規(guī)模應用機電一體化技術(shù)需要人力、物力等多方面資源的輔助支持，單獨的企業(yè)無法實現(xiàn)此類目標。b)機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用還不夠成熟，需要相關(guān)專家和研究人員進行探索，從而指導實踐的應用[5]。

5結(jié)語

為了更好地迎接技術(shù)化、智能化時代，煤礦生產(chǎn)流程中應用機電一體化技術(shù)已成為轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然。許多企業(yè)目前已有的探索是將機電一體化技術(shù)應用在采煤設(shè)備、運輸設(shè)備、提升設(shè)備及安全管理設(shè)備中，通過綜合利用多種技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建一體化控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)采煤產(chǎn)量的增加、采煤流程的集中控制、各類設(shè)備的規(guī)范運行及煤礦職工的安全保障等。機電一體化技術(shù)的應用雖然較為廣泛，也取得了一些成果，但是仍暴露出許多問題，只有將這些問題逐一擊破才有可能完成煤礦生產(chǎn)機電一體化技術(shù)的建設(shè)。鑒于此，相關(guān)研究者應結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際展開探索，找出制約機電一體化技術(shù)應用的各種因素，進而指導實踐工作者做出改革與調(diào)整。

參考文獻：

［1］陳武俊.機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中常見問題及應對措施［J］.低碳世界，2017(1)：83-84.

［2］田戌.機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用及發(fā)展探討［J］.機械管理開發(fā)，2016，31(12)：158-159.

［3］邢紅巖.試論煤礦工程機械控制中機電一體化的有效應用［J］.機械管理開發(fā)，2016，31(8)：90-91.

［4］馮國防，劉文立，劉春源.煤礦機電一體化管理策略探究［J］.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2016(7)：31-32.

［5］翟華羽，李永勤.機電一體化技術(shù)在榆家梁煤礦生產(chǎn)中的應用［J］.中國煤炭工業(yè)，2014，13(12)：5028-5029.

作者：任永才 單位：山西介休義棠倡源煤業(yè)有限公司