浅谈煤矿综合机械化开采下机电一体化的应用

蔡志刚

摘要：随科技进步，综合机械化与机电一体化在煤矿开采中被广泛推广应用，本文就煤矿综合机械化开采与机电一体化进行研究讨论。

关键词：煤矿；机械化开采；机电一体化

在煤矿的开采过程中，采煤技术的高低对矿井的生产能力有直接影响。所以，在煤矿开采时尽量选择先进的采煤工艺以提高矿井的产量。随我国工业自动化技术的发展，自动化的煤矿机电在矿上的使用越来越多。煤矿行业的危险系数较大，提高机电设备的安全可靠程度与自动化程度可以减少煤矿行业的用人，提高了煤矿企业的效率及安全性，有利于煤矿企业发展。

一、采煤机械设备的发展

采煤机械设备在经历了多次创新改造后，发展得更加的人性化，自动化，是煤矿企业进入新时代的标志，以下对采煤机、输送机、液压支架及机电一体化的发展进行简述。

（一）采煤机采煤机从中厚煤层发展到如今的薄煤层、高压电、大功率、高强力滚筒采煤机，功率达到了1200KW以上，普遍电压为3300v，截深达到1.2m，牵引方式也转变为变频调速无链电牵引和电磁滑差无链电牵引，牵引速度最大可达29m/min。

（二）输送机工作面刮板输送机采用的是软启动技术，使用排水型偶合器或双缓液偶合器，配有控制器对故障进行诊断和控制水的流速，可以连续的监测输送机各个部件的运行状态，并对故障进行诊断和报警。

（三）液压支架液压支架的高度从掩护式发展至现今的多种架型，高强度钢材越来越多的被应用在液压支架结构材料中，提高了支架的可靠性与寿命，电压控制液压支架的动作自动连续进行，电液控制系统实现了综采工作的高效高产，从目前我国煤矿企业的经济条件、效益及技术来看，液压支架主要在年产400万t以上的工作面使用。

（四）机电一体化采煤机发展至今，已经出现了高强力的滚筒采煤机，牵引方式也从有链、无链液压牵引发展到了变频调速无链电牵引及电磁滑差无链电牵引，液压支架的高度也从掩护式逐渐发展到了多种架型。想要实现综采工作面的高产高效，液压支架电液控制系统必不可少。

二、综合机械化技术

以下对综合机械技术的特点与采煤工艺进行简述

（一）综合机械化采煤设备的特点新型综采装备能够有效提高综采工作面的产能与效率，综采装备的主要特点包括设备能力大，自动化程度高，可靠性高、设备性能好等优点，帮助煤矿企业实现了高度集中化生产。

（二）综合机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺分为长壁綜采、短壁综采、短长壁综采、放顶煤开采、薄煤层开采五种方式，我国煤矿企业在开采技术上还不够成熟，机械化水平还需提高，为了提高煤矿开采产量、效率与安全性，综合机械化开采应得到广泛应用。

三、综合机械化技术的应用

综合机械化开采因为在破、装、运、支、处五个主要的生产环节实现了机械化，人力参与的环节减少，劳动效率得以提高。

（一）长壁综采长壁综采是印度巴兰布矿所采用的采煤法，其通风系统较好。在加大了综采工作面的长度后，采煤机切割一次的煤量更多，相应的减少了工作面在端头作业等工作时对生产时间的影响，从而提高了产量。

（二）短壁综采短壁综采的应用基于综采工作面上下端头的快速作业与回采巷道机械化快速掘进的实现这两个条件，这种采煤工艺常应用于中小型的开采中厚煤层的矿井及回采块段小煤层的矿井。

（三）短长壁综采短长壁综采是在巷柱式开发区内布置的长壁工作面，并且采用综采设备回采煤柱的新型的采煤法。印度巴兰布矿通过65天实验采出了102415t煤炭，采出率较传统方式大幅提升。

（四）放顶煤开采放顶煤开采的生产过程首先由采煤机截煤、移煤、推移输送机，暂停截煤后分段打开放煤窗口放煤顶，直至工作面的全长顶煤放完，即为一次完整的放煤生产过程。

四、机电一体化在煤矿中的应用

机电一体化在矿井中得到了广泛应用，在矿井提升机与胶带输送机、生产监测监控系统中均有应用，且提升了煤矿开采效率与产量。

（一）矿井提升机中的应用矿井提升机主要在地面下的矿井里工作，机电一体化可以很好的应用在矿井提升机中，使施工数字化。内装矿井提升机能够有效的将滚筒与驱动在结构和角度上有机结合，简化机械结构，实现机电一体化。数字化的提升机可以完整的将信息传达出来，并对效果进行反馈，其启动控制系统过程也较容易，提高了矿井提升机的效率。

（二）在胶带输送机中的应用胶带输送机有被称为带式输送机，工作原理是经摩擦驱动使运输材料连贯。胶带输送机由滚筒与闭合输送带组成，机电一体化使胶带输送机的技术水平得以提高，促进了大运量、大功率、长距离曲线、高速带等带式输送机的技术研究。

（三）全生产监测与监控系统中的应用机电一体化实现了煤矿企业生产过程中的故障自诊、自动报警、在线监控等一系列功能。在线监控主要是对机械的工作装置、电动机、制动系统、转动系统等进行监控，故障自诊与自动报警可以在设备出现故障时自我诊断并发出警告信号，使工作人员能够快速维修，使相关检查维护工作得以简化，减少了维修时间与费用，延缓了机械使用寿命。

五、总结

近年随煤矿综采机械化程度的提高和超强度的煤矿开采，煤田中开采条件较好的煤层已经开始逐渐枯竭了，薄煤层的开采工作开始进行，薄煤层机械化开采的问题浮出水面。薄煤层储量占我国煤碳可采储量的份额较大，在已经探明的矿区里，薄煤层占84%，总储量月620t左右，占我国煤炭总储量的17.5%。但由于在开采技术上的不足，开采产量较少，综合机械化开采正好解决了这个问题，提高了煤矿开采产量及效率，实现了安全开采，综合机械化开采是煤炭工业科学化的重要的一环，有利于煤矿企业的可持续行性发展，并提高了我国煤矿企业在国际上的竞争力。本文针对采煤设别的发展、综合机械化采煤设备的特点进行了简述，并对综合机械化技术与机电一体化在煤矿中的应用进行了讨论。