浅析煤矿机电一体化技术的应用与发展

张 勇

（微山湖矿业集团有限公司，山东 微山 277606）

浅析煤矿机电一体化技术的应用与发展

张 勇

（微山湖矿业集团有限公司，山东 微山 277606）

我国新建的大、中型煤矿企业在煤矿机电技术的应用方面已经是比较广泛了，但是我国的煤矿多以中、小型煤矿为主，这其中的大部分煤矿依然存在技术设备落后的现象，煤矿机电新技术的应用比例较低。即使是已经应用机电新技术的煤矿企业在与国际发达国家相比的时候，也存在较大的差距，基础薄弱是一方面，作为技术更新换代的人才支撑也有很大欠缺。文章通过煤矿机电一体化在煤矿开采各个领域的应用，不难发现煤炭产量确实得到了大幅提升，生产效率也是实现了质的飞跃，因此我国要全面实现煤矿机电一体化技术的整体全面应用，还需要在各个因素要点上下足功夫，才能循序渐进实现这一愿景。

煤矿；机电一体化；技术应用；发展

1 机电一体化是必经之路

机电一体化是把计算机、人工智能、微电子、传感技术等一些高科技热门技术融于机械设备中，实现高度智能。煤矿机电一体化产品就是把这些高新热门科学技术融于煤矿机电一体的高科技产品，其使用的技术就是机电一体化技术。在煤矿企业中，科研人员已经利用机电一体化技术对煤矿开采系统的旧设备进行了技术改造，并进行了新产品的开发研究，取得的成功非常之大，这让煤矿企业者们清楚地看到，机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。随着我国大、中型煤矿企业采用进口采掘机械的不断增加，同时将老式的煤矿机械设备采用具有自主知识产权的高度自动化采掘机械进行逐步更换，我国煤矿机电技术水平有了长足的发展。在提升了生产效率以及大幅提高了煤矿产量的同时，也在一定程度上有效控制了煤炭资源的浪费，这对于煤矿机电一体化技术在我国煤炭产业中的应用有着很好的催化作用。科技才能兴邦，机电一体化技术的应用必定是我国各煤矿企业的必经之路。

2 机电一体化新技术在煤矿开采各环节的应用

2.1 矿井提升机实现全数字化

作为矿山大型设备的矿井提升机，尤其内装式提升机是是能较好地实现机电一体化的。因为从滚筒和驱动这两大结构上看，是能较好地讲将计算机、机械、自动控制、电力电子合为一个全数字化的整体的，这不仅简化了机械结构,更是使这个机电一体化设备更加安全、高效、可靠。提升机实现全数字化后，具备了自我诊断功能，完整的诊断设施，同时还可以重复性故障寻址以及部分便捷的通信功能；一体化技术采用的是总线方式，这对于电气的安装非常简便；在兼容性上，硬件配置完全可以达到这一要求，结果就是零备件非常少；于是可以轻松做到软件控制，实施软启动和改变瞬时加速。全数字化直流提升机在我国九五计划期间,已经研制成功，具有自主知识产权，并完全实现国产化，目前已成为了各大中型煤矿企业的首选机型。

2.2 带式输送机高度智能化

随着国家八五计划期间实施的日产万吨煤炭综采设备项目开展，在一定程度上刺激了带式输送机技术水平的提高，同时在研发长距离、大功率带式输送机的核心技术上也取得了骄人的进步。在研究带式输送机的核心技术及其主要元部件方面取得了巨大成功，并成功开发出了新产品。高产高效工作面巷道可伸缩带式输送机和大倾角长距离带式输送机成套设备等技术产品的研发成功还填补了国内空白。在以PLC为核心的可编程电控装置、制动装置以及各种软启动方面的研发也是相当地成功。目前我国采用行星齿轮减速器、调速型液力耦合器等驱动系统，已经自主研发制造生产了多种类型和不同品种的带式输送机。

2.3 智能机器人实现井下作业

机器人技术的高度人性智能化得益于机电一体化技术的适时出现。为了解决之前传统落后的煤矿开采方式，提高开采的安全性，使开采效率更高，目前我国也借鉴国外先进的智能机器人采煤方式实施井下作业，这将有助于我国在开采、运输以及支护等各个环节进行机电一体化技术改造。当然，由于我国的大多数煤矿企业技术设备相对落后，煤矿企业主也意识不强，不愿意成本投入，同时技术改造需要较长时间，非一日之功，因此在很长一段时间内这种技术水平的差距还长期存在，随着条件的成熟应加大这方面的改造力度。

2.4 安全生产监控系统实现声像化

我国从目前来看，煤矿安全生产监控系统是应用推广机电一体化技术最广泛，也是最为迅速的高科技产品。但是由于我国自主研发的监控系统稳定性差，使用寿命都不长，整体效果不是很好，这主要还是传感器方面的问题，因此生产安全监控系统在井下的应用率还是相对偏低。在相对发达的其他国家，基于其计算机硬件发展较快，质量也相对较高，同时软件和网络的高速及传输介质升级为光缆后更是保障了其运行速度有了很大提升，尤其是信息的传输由字符变成了声像，他们的安全生产监控系统有了质的飞跃。不过，随着我国计算机软硬件及网络技术的高速发展，一些煤矿企业、相关高校的科研机构正在加大力度研制这些监控系统。引进国外先进技术设备不是目的，迎头赶上才是我们需要的结果。

2.5 通风设备中机电一体化的应用

煤矿开采过程中，良好的通风效果是安全生产的最大保障。通风不仅能有效降低井下的瓦斯浓度，避免中毒事故的发生，而且还能把瓦斯爆炸引起的矿难事故率变为零。机电一体化技术在通风设备中的应用使之成为了可能。比如最新研制成功的双电源电气闭锁真空磁力启动器就很好地保证了生产安全，掘进面双风机双电源自动切换只需几秒钟便可顺利完成，避免了意外事件的发生造成的供风突停。

2.6 采煤机中机电一体技术的应用

采煤机在传统上是运用液压牵引机，实现机电一体化技术后，其优势非常明显。采煤机实现机电一体化后，因为只有电刷部位和整流子在产生磨损，而且这种磨损非常小，所以保证了整个设备的使用寿命较长，牵引力的稳定使其运行起来更加安全可靠，维护时间和资金成本都很低。另外，传感器比较灵敏，反应速度非常之快，自动控制化程度高可以有效防止过载工况的发生，使整个系统能保证安全运行，事故率得到有效降低。

3 煤矿机电一体化技术在我国的发展前景

在我国目前阶段，煤矿机电一体化技术还处在初步发展过程中，不管是硬件的技术装备，还是软件的实际操作水平，都与发达国家有较大的差距，整体上来说还有很大的发展空间。所以，煤矿机电一体化技术要想在我国实现跨越式发展，必须将以下几个方面做好。

1)专业技术人才培养。技术的发展离不开人的因素，没有一批专业素质较高的人才队伍，是不可能在煤矿机电技术研发上面有所突破的。我国的各煤矿企业应当具有前瞻的眼光，在积极引进国外先进新技术的同时，还有借助国内各专业高校的摇篮适时尽快地培养出一批专业人才。同高校的合作可以是多样化的，用优惠的政策刺激一部分人踊跃报考，学习阶段就利用合约引进人才，进入企业后提供优厚的条件激励他们在各自的岗位发挥最大的才能。对于高校专业科研院所的研发型人才，可以实施特聘制，长期激励促使他们出成果。

2)加快设备更新换代。在新建的大中型煤矿企业，一般利用先进的机电一体化设备是比较多的，但是之前的大多数中小型煤矿几乎很少利用新技术新设备。国家应出台一些鼓励支持性政策，促进各煤矿企业淘汰旧设备，更换先进的新设备。国家政策的主导，一定可以使整个煤炭行业宣起一场技术革命，毕竟新技术新设备的使用能降低煤炭资源的浪费，极大的提高生产和社会效益。

3)提高采煤的综合机械化。我国的采煤机从液压牵引变为电牵引，液压支架控制系统也逐步变成以计算机为核心，采用电液控制，一步步实现了自动化、智能化。工作面刮板运输机也实现了计算机自动化控制。这每一次的改变都是机电一体化技术在煤矿机电中实实在在的应用，其结果不仅仅是使设备动作趋于协调，而且在运行的过程中更加安全可靠，维护工作量变得更小，使煤炭企业的经济效益得到了极大的提高。

4)加强机电技术管理。不管是引进国外先进的技术设备，还是采用国产的有自主知识产权的最新技术装备，煤矿企业在使用的过程中，对设备的维护保养是非常重要的环节。再先进的技术装备没有好的维护保养，都将会给煤矿企业带来巨大的损失，所以机电技术的管理是一个重要课题，必须要引起足够的重视，同时要加强培养相关的机电技术管理人才及机电技术管理制度的建立。

4 结语

随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的不断发展，机电一体化的新技术、新产品及先进系统定会朝着系统化、智能化、微型化、高性能化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

[1]马广伟.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].企业技术开发,2013,5.

[2]武小青.煤矿机电技术的现状与发展探讨[J].科技视界,2011,15.

[3]马春平.煤矿机电技术应用现状及前景探究[J].河南科技,2013,10.

[4]张旭.煤矿机电一体化技术应用探究[J].中小企业管理与科技,2010,6.

[5]赵伟.浅谈机电一体化技术的发展及在煤矿的应用[J].煤,2010,7.

[6]王平.煤矿机电一体化技术应用研究[J].数字技术与应用,2010,8.

张勇，男（1982-），汉族，山东济宁人，本科学历，助理工程师，2009年毕业于中国矿业大学（徐州）电气工程与自动化专业，现任永胜煤矿机电工区副区长。