现代煤矿生产中的机电一体化主要技术探究

毋晓军

（陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西榆林 719300）

0 引言

在目前我国经济飞速发展的形势下，社会对煤炭资源的需求量也在持续增加，增加了煤矿企业的生产压力。由于煤炭资源不可再生，在目前加大煤矿开采规模来提升开采量的同时，需要不断提升煤炭开采效率并减少资源浪费与损耗。结合目前不断提升的煤矿机电技术，通过机电设备一体化技术的应用和改进，减少煤矿生产中的人力投入，同时提升煤炭开采效率和人员安全性。

1 煤矿机电一体化技术意义

1.1 提升煤矿生产工作效率

我国有着悠久的煤炭行业发展历史，传统的煤矿生产主要采用人工作业方式，目前煤矿生产工作面作业环境更加复杂，传统作业方式的劳动强度较大，难以满足现代化工业生产对煤炭开采量和作业效率的要求。将现代机电一体化技术应用于煤矿生产中，在改变传统生产作业方式的同时，通过先进的煤矿机电设备代替传统的人工作业方式，确保了煤矿生产的连续性和稳定性，推动新型机电设备的快速发展和广泛应用。在新技术的发展和广泛应用中，也大幅度降低了人工劳动强度，提升了作业效率和开采作业速度。

1.2 提升煤矿生产的安全性

针对目前规模不断扩大的煤矿井下生产作业，在煤矿开采深度不断加深的同时，增加了作业环境的复杂程度和危险系数。广泛应用机电一体化技术减轻了人工劳动强度，减少了恶劣作业环境中作业人员的工作时间，提升了煤矿生产的安全系数。尤其在煤矿井下生产中的运输、提升、装载等具有较高危险性的生产环节中，应用机电设备来代替人工作业方式，从繁重和重复劳动中解放作业人员，有利于提升煤矿生产的安全性和稳定性。

1.3 提升煤矿生产经济效益

在煤矿生产中应用机电一体化技术，可以提升工作效率，增加煤矿产量，增加煤矿企业的收益，同步提升煤矿生产作业人员的收入。也会增加在煤矿生产方面的资金投入，改善作业环境，进而形成良性的作业循环，快速提升煤矿企业整体劳动效益和社会效益。

2 煤矿机电一体化技术现状分析

煤矿开采生产作业属于高危作业类型，应用机电一体化技术可以尽量减少人工作业量，降低煤炭开采风险。由于煤矿机电一体化生产技术结合了机械技术、计算机信息技术、自动控制技术等先进技术于一体，通过对煤矿生产中各个开采流程的自动化控制，提升煤矿生产能力，也推进煤矿生产技术的变革。此技术是1970 年代引入我国的，应用于综合性机械化采煤工作面的设计。在近年来的发展中，此技术不仅在煤矿生产各个环节中广泛应用，同时也提升了煤矿生产的稳定性与安全性。我国不断扩大煤矿生产规模、广泛应用机电一体化技术的过程中，也表现出此技术应用方面与国外发达国家间的差距。要对此技术应用的意义进行研究和明确，加强总结应用经验，确保一体化技术形式满足我国经济发展对煤炭资源的需求，推动我国煤炭行业的可持续发展。

3 煤矿生产机电一体化技术应用策略

3.1 在采煤机械设备中的应用

在我国悠久的煤矿生产历史中，使用时间较长的传统开采设备，往往体积、重量较大影响了灵活性，而煤炭开采效率和质量较低，操作又复杂。随着煤矿生产机电一体化技术的发展和先进机电设备的应用，煤炭开采质量明显提升。采煤机械设备中应用机电一体化技术，在确保生产安全的同时，表现出比传统设备更高的生产效能，如电牵引采煤机展现出比传统液压型牵引采煤机更高的生产效能和整体牵引特性，同时也表现出更为灵活的操作优势。在此技术的应用下，在保证采煤设备应用中具有足够牵引动力来提升开采速度的同时，还可以结合其具体运行情况，如在下滑时通过自动发电来提升制动效果，便于其在具有较大倾角煤层开采作业中应用。同时，在此类煤层中开展煤矿生产，表现出可以确保生产安全、提升开采速度与效率等优势，此类型设备在运行中具有更稳定的性能。

传统的采煤设备在运行中，表现出危险系数较高和精准控制难度较大等问题，需要配置防滑装置来确保其安全生产，使电牵引采煤机则可以在倾角为40°～50°的煤层范围内安全生产。基于机电一体化技术的新型采煤设备在煤矿生产中的应用，不仅提升其开采生产能力，而且表现出更高的安全性和较长的使用寿命等优势。同时在实际应用中，还表现出在出现故障后便于检修和维护的特点，灵敏性和动态特性都比较良好。此类设备的外形和整体结构设计也比较简单、轻便，操作较灵活，一次供电之后保证对机械能的完全转化，在满足设计标准需求的同时，明显优于传统牵引采煤机的转换效率，可以达到或接近100%的转换效率，表现出优良的性能。

3.2 在提升机械设备上的应用

提升机是煤矿生产中的常用设备，主要作用是将煤矿井下开采的煤炭资源向地面输送，保证煤矿井下拥有足够的作业空间。传统提升技术存在较大危险性和较低提升效果的现状，通过先进机电一体化技术在提升设备中的应用，推动现代煤矿提升设备的技术创新，同时也提升其性能。机电一体化技术的应用可以实现提升机的自动化运行和全数字智能控制，如在目前煤矿生产中应用比较广泛的内装式提升机，其结合驱动和滚筒的方式，对传统机械设备结构进行改进和优化，表现出应用比较广泛、性能比较稳定的优点。经过上述改进也简化了设备结构，使其操作更加便捷，通过此技术中更为先进的计算机、自动控制和电力电子信息技术的应用，提升了工作性能、安全性能和设备可靠性。应用了总线方式来对电器安装进行升级和优化，在简化相关配件结构的同时提升其兼容性，在及时更新相关技术来提升设备先进性的同时，提升煤炭企业开采生产效益。

3.3 在输送机械设备中的应用

面对目前煤矿开采量不断增加的现状，传统的输送方式已经无法满足煤炭资源的输送要求。为了在确保煤炭输送安全和稳定的同时，满足日益增加的煤炭输送量要求，就需要改造传统的输送设备和技术来提升输送效率。输送机械设备作为现代煤矿生产中的关键设备，其中应用的带式输送设备，以结构较为简单、操作维护比较方便、可以长距离和连续、大量、稳定生产来满足快速、高效的煤炭生产要求。将机电一体化技术与带式输送机进行结合，表现出良好的自动化能力，可以保证长距离输送的稳定性与安全性，同时也将机、电、液一体的CST（Controlled Start Trans-Mission，可控启动传输装置）应用于输送机械设备和各个输送环节中，显著提升此输送设备的性能稳定性。但是，在上述技术和输送设备的应用中，容易因技术壁垒限制其仍然采用单滚筒、双滚筒和多滚筒的驱动方式。在目前的设备一体化过程中，也表现出监控设备的应用不足，或者所用监控设备仪器的灵敏性和可靠性不足，需要针对上述技术壁垒加大研究和创新，开发、应用性能更为优良的输送设备。

3.4 在矿井安全生产监测监控系统中的应用

在煤矿生产中，做好流程监控工作保障矿井安全生产，通过机电一体化技术在监测监控系统中的应用来保证生产安全。同时也应用此技术来不断创新监测监控系统，通过计算机来监测控制煤炭生产各个流程，实现对各个生产环节的全面监控和把握，及时发现其中的问题并快速排除，保证煤矿生产的连续性和稳定性，此外也实现煤矿生产管理效率的提升。

4 结语

随着煤矿生产规模的扩大和各项科学技术的发展，不断有新技术应用于煤矿生产机电设备中，推动煤矿企业的现代化发展。尤其是机电一体化技术在煤矿采煤设备、提升设备、输送设备和安全监测监控系统中的应用，在实现全流程自动化运行和控制的同时，提升了煤矿生产效率，也通过智能控制和管理来提升煤矿生产质量和安全性，保障煤炭行业的可持续健康发展。