机电一体化技术在煤矿机械中的应用

雷秋强

摘 要：在我国供给侧结构性改革的强力推进下，煤炭企业迎来了优化、调整、改造、升级产业结构的最佳时机，如果企业能够把握住这一有利时机，转变过时的发展理念，引进先进的生产技术，淘汰落后的产能，那么煤炭企业就能在经济新常态下开创出新的发展局面。机电一体化技术作为当代生产领域中的一项先进技术，近年来在企业发展中得到了广泛的应用，将该项技术应用于煤矿机械中，不仅有利于企业的高产、高效，还有利于企业的生产安全。本文中，作者首先简述了机电一体化技术的历史演进，然后分析了在煤矿机械中应用机电一体化技术的现实意义，最后介绍了机电一体化技术在煤矿机械中的实践应用情况。

关键词：煤矿机械；机电一体化；发展；应用

电子技术、信息通信技术和计算机互联网技术的发展应用，为在煤矿机械设备中应用机电一体化技术奠定了科技基础。在自动化技术发展日益成熟的今天，煤炭企业传統的生产作业方式已经无法满足新时代的发展需要了，机电一体化技术在煤矿机械中的应用，降低了企业的生产成本，降低工人的劳动强度，提高了企业的生产效率和经济效益，也提高了煤矿井下作业现场的安全性能。

1 机电一体化技术发展概述

所谓机电一体化技术，从它的应用实践来看，其实就是对机械技术和电子技术的有机结合。近年来，在计算机通信技术迅猛发展的带动下，机电一体化技术也在企业生产实践中也获得了广泛应用，逐渐发展成为了一门综合性的学科，涵盖了诸如计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术以及机械技术等多种先进技术，并且还正在向着光机电一体化技术的方向发展，未来的应用范围会更加广泛。从机电一体化的概念起源来看，学术界比较公认的观点是起源于上个世纪七十年代前后的日本，是一项将应用机械技术与电子技术结合为一体的综合性技术。后来随着相关科技的进步，机电一体化技术发展成为了“以微计算机为主体的微电子技术、信息技术向机械工业渗透与机械电子技术相结合而形成的涵盖自动控制技术、传感测试技术、接口技术、微电子技术、信息技术、机械工业技术特征与功能为一体的综合技术。”从机电一体化的技术发展来看，可以将其分为三个时期，其中上个世纪的六十年代前后可以看作是它的起步时期，这一时期，受军事因素的影响，机电一体化技术处于缓慢的发展期；到了上个世纪的七十年代前后，为机电一体化提供科技保障的计算机通信技术、控制技术等迅速发展起来，这时的电一体化技术迎来了高速发展的第二个时期；进入上个世纪九十年代之后，由于微细加工技术被运用到了机电一体化之中，机电一体化技术的发展产生了很多分支，分工更加细致，这便是机电一体化技术发展的第三个时期。

2 机电一体化技术应用于煤矿机械的现实意义

机电一体化技术在实践应用中具有功能多样性、集成性、信息化、自动化等优势，因而被各个生产企业广为青睐，煤炭企业在这种背景下也不失时机的引入了该项技术，并取得了显著的应用效果，不仅提高了企业的生产效率和经营效益，还增进了企业的生产安全性。

首先，在提高生产效率方面，在传统的煤炭开采工作中，尽管很多矿井已经在很大程度上使用了机械化采煤作业，但机械化作业水平有限，煤矿井下一线工人工作中的劳动强度依然很大，而与矿工劳动强度相对应的生产效率却并不高，所以，那时的所谓机械化生产其实是不尽人意的。但是在引入机电一体化技术后，情况就发生了明显的改观，机电一体化技术替代了大量的普通机械设备作业，把大量的井下一线矿工从采煤作业面解放出来，有效的提高了煤炭企业的生产效率，节省了宝贵的人力资源成本。

其次，在保障安全生产方面，煤矿井下采煤作业地质条件复杂，工作环境艰苦，除了长期存在的阴冷、潮湿、粉尘等损害矿工身体健康的自然因素外，还并存着冒顶、塌方、透水、瓦斯爆炸等很多不可预知危险的威胁，这些问题的存在，给煤矿井下工作人员的身心健康带来了极大的负面影响，对煤矿井下的生产作业非常不利。采用机电一体化技术后，一方面在危险环境中作业的人员数量大大地减少了，很多高危环境下的生产作业由机电一体化设备取代了，很多井下一线工作人员被替换到了更加安全的岗位上；另一方面采用机电一体化技术后煤炭企业不仅实现了井下生产信息的自动识别，还实现了对除尘机、采煤机、烘干机等机械设备的自动控制，工作人员的工作环境大为优化，安全系数大为提高。

由于机电一体化技术在煤矿机械中的应用，既节省了煤炭企业的人力成本和物力成本，明显降低了企业生产成本的投入，又实现了企业生产作业的自动化，提高了企业的劳动生产率，并且还优化了煤矿井下的生产作业环境，使井下工作人员的人身安全得到了更好的保障，因而煤炭企业的整体经济效益也必然会因此而得到大大的提升。

3 机电一体化技术在煤矿机械中的应用实践

3.1 在采煤机中的应用

采煤机是一个集机械、电气和液压等技术性能为一体的大型复杂系统，是煤矿井下生产所用到的诸多机械设备中的绝对“主力”，在传统采煤作业中，机械装置耗费的能源较多，长时间工作后会造成作业成本的上升，而应用机电一体化技术则不然，机电一体化技术引入了电牵引采煤机，是利用消耗电能来进行煤矿设备的牵引，这种采煤设备既节省了能源的消耗，又减少了运作的成本，并且在运行中遇到问题时还可以进行自动调节，克服工作阻力，保证运行动力，因而提高了企业的产出比。

3.2 在提升机中的应用

提升机是保障煤矿生产有序运行不可或缺的重要机械设备，在传统提升设备中，通常采用接触器、继电器等对电动机的启停进行控制，这种设备体积大，接触器中触点的机械动作还存在不稳定性，因而常常会影响到矿井提升机的控制工作，但是将机电一体化中的PLC控制技术与矿井提升机结合后，提升机控制系统的可靠性就大大提高了。并且，由于机电一体化技术对提升机中操作点的控制是利用控制输入输出量的逻辑来实现的，是与触摸屏、变频器等工控设备结合使用的，因而使提升操作更具智能化，更能节约人力成本和设备成本。

3.3 在支护装置中的应用

现代矿井支护机械设备中常用的是液压支护装置，在支护装置中引入机电一体化技术后，可以及时收集到支护装置中的状态信息变化情况，并对收集到的信息进行分析梳理，有利于矿井及时对液压支护装置的结构和使用状态做出调整，给支护装置提供合适的支撑力，现实对支护装置的动态跟踪管理，为防范危险情况的发生赢得预警时间。并且，当液压支护装置进行自我检修和高压液体的更换时，利用机电一体化技术还可以对需要更换的装置进行记录，对液压装置提供的压力与标准数据进行比对，进而为设备检修人员提供支护装置的工况信息，减少了设备检修人员的工作时长和工作强度。

3.4 在煤矿安全生产监控系统中的应用

煤矿企业是特殊行业，尤其是煤矿井下作业现场，条件艰苦，危险性大，一旦出现事故隐患，对矿山财产和矿工生命安全都是极大的威胁，因此，安全生产在矿井作业中至关重要。安全监控系统在矿山生产中的应用是机电一体化技术在矿山安全生产方面的集中体现。我国在矿山生产中应用安全监控系统始于上个世纪的八十年代，当时，基于机电一体化技术的安全监控系统已基本发展成熟，在煤矿生产实践中的应用条件已经具备了。安全监控系统在煤矿生产中的应用，有效的降低了矿山生产事故的发生率，大大提高了矿山生产的安全性，为保障煤炭企业的增产稳产起到了保驾护航的作用。

参考文献

[1]徐雷.论煤矿机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].机械管理开发，2016（7）：127-128.

[2]李道敏.机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究[J].科技创新与应用，2015（29）：116-117.