机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究

王德记

摘 要：随着社会的发展，人们对能源的要求愈来愈高。我国地域辽阔，煤炭资源丰富，能够很好地满足社会发展需要，但是如何安全开采煤炭，提高煤矿开采效率需要深入研究，傳统的煤矿开采已经无法满足社会需求。近年来，自动化技术在断发展，机电一体化技术随之出现，被应用到各行各业并取得良好的效果。机电一体化技术可以应用到煤矿机械中，减少安全事故发生率，提高开采效率。本文分析了机电一体化技术在煤矿机械中的应用，以期提升煤矿机械应用水平和煤矿开采效率，从而更好地满足煤矿开采需求，提高社会效益与经济效益。

关键词：机电一体化技术;煤矿机械;煤炭资源

中图分类号：TH-39;TD63文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）02-0077-03

Abstract： With the development of society， people have higher and higher requirements for energy. China has a vast territory and abundant coal resources， which can well meet the needs of social development， but how to mine coal safely and improve the efficiency of coal mining requires in-depth research， traditional coal mining can no longer meet social needs. In recent years， automation technology has been developing steadily， and mechatronics technology has emerged， which has been applied to various industries and achieved good results. Mechatronics technology can be applied to coal mining machinery to reduce the incidence of safety accidents and improve mining efficiency. This paper analyzed the application of mechatronics technology in coal mining machinery to improve the level of coal mining machinery application and coal mining efficiency， so as to better meet the needs of coal mining and improve social and economic benefits.

Keywords： mechatronics technology;coal mining machinery;coal resources

机电一体化技术是一项先进的综合性技术，在生产制造业中被广泛应用，同时该技术也应用于煤矿开采中。随着电子技术的发展，传统的煤矿开采已经不能满足煤矿企业的发展要求，其存在众多安全隐患，煤矿安全事故频发，给矿工带来严重的安全威胁。机电一体化技术可以应用到煤矿机械中，提高工作效率和煤矿企业经济效益，降低工人劳动强度，保证工人安全。

1 机电一体化技术概述

机电一体化技术融合多种单一技术，目前正在朝智能化、微型化和系统化的方向发展，通过结合电子技术、智能技术等实现多种技术的联合控制。机电一体化技术应用到煤矿机械中，可以实现对煤矿机械的控制，达到安全开采的目的，有效降低工人劳动时间和压力，当发生安全事故时，还能保障救援人员安全。

机电一体化技术诞生于20世纪60年代，我国煤矿资源需求巨大，人们要持续加大机电一体化技术和煤矿机械研究力度。随着光学技术和微加工技术的出现，机电一体化技术获得极大的发展。当前，受信息技术影响，机电一体化技术逐渐朝智能化方向发展[1]。

2 机电一体化技术在煤矿机械中的应用优势

2.1 提高煤矿开采效率

传统煤矿开采最常用的是人工作业，工人工作压力大，工作效率较低。当前，人们要将机电一体化技术应用到煤矿机械中，改变落后的煤矿开采方式，有效缩短煤矿开采时间，提高煤矿开采效率，降低工人劳动强度，调动工人的劳动积极性，保证工作质量[2]。例如，煤矿开采主要使用电牵引采煤机械，它们属于大型机械，经常会发生超载现象，导致煤矿机械出现故障，影响煤矿开采效率，甚至对工人造成安全威胁。将机电一体化技术应用到煤矿机械中，可以有效控制煤矿机械运行效率，使得煤矿机械操控更加安全灵活，保证煤矿机械正常运行。

2.2 改善煤矿开采环境

安全开采环境是煤矿开采的良好保证，传统的煤矿开采环境存在潮湿、灰尘大的问题，不仅影响工人身体健康，还会影响其生命安全。机电一体化技术可以降低安全事故发生率，人们要以现代智能设备取代传统设备，营造良好的煤矿开采环境，保证工人生命安全，减少职业病和工伤[3]。煤矿挖掘使用人工方式，效率低下，容易引发问题。将机电一体化技术应用到煤矿机械中，可以充分发挥煤矿机械的性能，让维护管理更加简单，减轻工人开采负担，提升工作效率。

2.3 提高经济效益

机电一体化技术应用在煤矿机械中，可以显著提高煤矿开采效率和输送效率，降低煤矿开采费用，为煤矿企业增加经济效益。煤矿企业的经济效益增加，煤矿工人收入也会增加，从而带动当地经济发展[4]。煤矿开采期间主要通过传送装置进行运输，机电一体化技术可以提高煤炭运输设备的工作效率，提升经济效益。人们可以利用机电一体化技术，对煤矿机械设备进行升级改造，提升机械设备运行水平和煤矿运输效率。

2.4 促进煤矿机械安全运行

煤矿机械体积庞大，工作环境特殊，运行期间存在很大的风险。为了保障煤矿机械的安全稳定运行，相关工作人员需要对其进行实时监测，控制煤矿机械的运行参数，以免发生故障。因此，人们可以将机电一体化技术应用到煤矿机械中，对煤矿机械进行监测，解放工人负担，减少煤矿设备的运行安全风险。监测期间，一定要保证监测质量，人们要充分利用机电一体化技术，通过计算机进行智能监控，如果发现安全隐患，监测系统会自动报警，方便工人对煤矿机械进行检修。

3 机电一体化技术在煤矿机械中的具体表现形式

3.1 机械制造技术

机械制造技术是机电一体化技术的重要分支，可以用于制造煤矿机械。机械制造技术可以提高煤矿机械质量和运行效率，增强煤矿企业核心竞争力[5]。利用机械制造技术，人们可以制定合理的机械制造方案，进行煤矿机械生产，改善煤矿机械质量，保障煤矿开采安全。

3.2 传动技术

传统技术是最常见的机电一体化技术之一，根据工作原理的不同，可以分为磁力传递、气压传动和机械传动。在传统煤矿作业中，煤炭运输是件费时费力的事情，传动技术可以有效提高煤炭传输效率，节省人力、财力、物力，提高煤矿企业的经济效益。

3.3 传感器技术

传感器技术是机电一体化技术的最新技术形式，目前最先进的就是光感纤维传感技术，该技术推动了机电一体化的发展。现阶段，煤矿机械大多使用光感纤维传感器，它是煤矿机械机电一体化的重要基础，对煤矿开采、运输都有重要的作用[6]。

4 机电一体化技术在煤矿机械中的具体应用

4.1 采煤机

采煤机是煤矿最常用的机械设备，随着机电一体化技术的推广和应用，目前，煤矿企业主要采用电牵引采煤机，它由多个电子元件组成，具有良好的牵引性，可以边前进边采煤[7-8]。电牵引采煤机不需要防滑装置，运行过程十分稳定，自身磨损度较小，使用寿命较长。电牵引采煤机不仅能够提高采煤效率，还能减少安全隐患。与传统的液压牵引采煤机相比，电牵引采煤机能够实现智能控制，运行效率较高。

4.2 输送机

目前，煤矿企业主要使用带式输送机。带式输送机是机电一体化技术应用到煤矿机械中的产物，具有输送量大、速度快等优势，可以为煤矿企业提供便捷、快速的煤炭运输方式，保证煤炭运输效率。因此，带式输送机成为煤炭行业重点研发对象。

4.3 提升机

跟带式输送机一样，提升机是机电一体化技术发展的产物，可以充分发挥计算机控制的作用[9]。内装式提升机是提升机的代表形式之一，采用机电一体化技术，内部结构简单，具备自动化、数字化功能。交直流全数字化提升机是我国自主研发的一种提升机，能够实现主井和副井同时运行，这是机电一体化技术的最新应用之一。

4.4 供电机械

矿井深处地下，环境漆黑，需要供电系统提供照明。矿井供电系统要求极高，必须合理控制供电效率和功率。供电设备可以采用机电一体化技术，有效提高矿井供电效率，对供电线路和设备进行实时监控，防止发生线路或设备故障，保证煤矿机械正常运行。

4.5 支护设备

煤矿中最常见的支护设备是支架设备，主要用来支撑矿井，保证矿井工人安全。支护设备在煤矿开采中发挥重要作用，必须保证支护设备质量，保障矿井工人的生命安全。人们可以将机电一体化技术应用到支护设备中，对支护设备进行实时监控，防止其出现故障。液压支架能够减轻顶板和支架受到的冲击伤害，但是普通液压支架移动速度缓慢，而电力液压支架采用机电一体化技术，移动速度快，可以有效保证煤矿安全生产。

5 机电一体化技术在煤矿机械中的应用展望

随着科学技术的快速发展，在煤矿机械中，机电一体化技术逐渐朝智能化和信息化的方向发展。该技术可以提高煤矿机械的技术水平，降低设备体积，方便操作和维护。同时，可以减轻煤矿工人劳动强度，提高煤矿生产水平，为煤矿企业带来更高的经济效益。但是，目前，我国的煤矿机械整体上不如发达国家，人們要持续加大自主研发力度，以煤矿开采技术为核心，研发出具有自主知识产权的煤矿机械，增加设备通信功能，提高机电自动化技术的应用范围。随着智能时代的到来，煤矿机器人成为煤矿开采行业未来发展的重要方向，可以替代煤矿工员从事危险劳动。

6 结语

当前，我国煤炭资源需求较大，人们既要提高煤炭开采效率，又要保证煤炭开采安全。煤矿开采主要利用机械设备，设备结构复杂，需要专业人员进行操作，经常会出现各种问题，对工人造成严重的安全威胁。机电一体化技术可以有效破除这些难题，提高煤矿开采效率，保证煤矿开采安全。

参考文献：

[1]秦建功.煤矿机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].矿业装备，2019（6）：138-139.

[2]贺海波.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].科技经济导刊，2019（32）：69.

[3]吴雪莹，贾玉鑫，吴余锁.机电一体化数控技术在金属矿山机械中的应用[J].工程建设与设计，2019（18）：125-126.

[4]赵雪剑，韩冰.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].当代化工研究，2019（8）：198-199.

[5]孙伟.浅谈机电一体化技术及在煤矿装备中的应用[J].科学技术创新，2019（18）：161-162.

[6]王斌，张娜.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用研究[J].科技风，2019（1）：172.

[7]徐兴国，徐兴印.机电一体化技术在现代工程机械中的发展应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018（13）：191-192.

[8]庄永，孙伟.机电一体化技术在工程机械中的应用分析[J].绿色环保建材，2018（6）：222.

[9]黄安，曾军华.机电一体化技术在现代工程机械中的发展应用[J].南方农机，2017（13）：110-111.