煤矿机电一体化在煤矿开采中的应用

曹培荣

（国家能源集团神东煤炭集团布尔台煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

一、机电一体化技术概述

从宏观角度分析，机电一体化是机电工程学中的一个概念，其和很多学科之间都存在紧密的联系，如自动化控制、机械自动化及机械原理等，可见该项技术是在多种学科基础融合之上的建立的综合技术。[1]近些年来，随着计算机网络技术在煤矿机械领域中的推广应用，机电一体化技术逐渐在煤矿开采工作中得到普及，其涉及到的主要工作内容主要有：生产节能控制、作业环境安全检测及安全监测预警系统等，大大提升了煤矿生产的安全性及经济性。除此之外，机电一体化技术的应用还在很大程度上提高了煤矿开采作业的自动化水平。

机电一体化技术在煤矿机械领域中的应用优势主要表现在以下几个方面：第一，全面提高了煤矿开采的作业效率，在很大程度上缓解了作业人员的工作负荷；第二，进一步提升了煤矿开采行业的经济收益，所以通过该项技术能提高采煤总量，减少单位产量的煤矿开采费用；第三，有效保护了在一线作业工作人员的人身安全，大大降低了煤矿安全事故的发生率。

二、煤矿机电一体化技术在煤矿开采中的应用

（一）提升机方面的应用

矿井提升机是现阶段煤矿机械一体化的典型代表，其自动化水平很高。当前普遍使用的都是数字化的直流提升机，特别是以内装结构为主的提升的应用。提升机在结构设计方面建设工程驱动与滚筒有效的结合起来，从而在一定程度上简化了其结构的复杂程度。不仅如此，由于矿井提升机为总线设计，这就能够使安装电器时方便操作，所有具备很高的安全性。[2]除此之外，矿井提升机在硬件配置方面也十分简单，其兼容性良好。我国当前研发出来并投入使用的提升机重要组件ASCS采用2个CPU构成的计算机系统，其主要的应用优势就是安全可靠、操作便捷、性能稳定。

（二）煤矿掘进作业方面的应用

可以将煤矿生产作业的基本过程划分为掘进、采矿、装运及提升等不同的环节。煤矿开采的基础也是最初的环节就是掘进，这一环节的效率会对采煤工作效率产生最为直接的影响，因此将机电一体化技术应用在这一环节十分必要。[3]掘进机在煤矿中的使用已经较为频繁，其独有的液压系统与安全电气系统相互协同合作，从而将很多高难度的作业变得简单便捷。在充分保障掘进作业过程安全性的前提下，还大大提高了掘进作业的工作效率。

（三）采煤机方面的应用

电牵引采煤机是当前煤矿机电一体化技术应用的典型案例，其对于煤矿开采行业有着十分重要的作用。电牵引采煤机与相比于液压牵引机器的优势主要体现在以下几个方面：第一，牵引能力良好。可以为采煤机前进时的动力需求提供充足的牵引力，从而使采煤机顺利克服外界的阻力而移动。第二，大倾角煤层中依然能使用。[4]由于在牵引电动机轴侧设置有静止时防滑的制动器，加上其制动力矩设计大约是电动机额定转矩的1.7倍，所以其能够在将近45°倾斜角煤层中平稳运行与工作。第三，使用时间长，运行稳定安全。电动牵引机与液压牵引唯一的不通之处在于电牵引仅仅在电动机上面的电刷及整流子方面会产生磨损现象，其他组件不存在磨损现象，所以运行起来十分稳定安全。第四，机械构建简单、工作效率高。电牵引采煤机通常只需要通过一次机械能与电能的转化，其转化效率几乎达到100%，而液压采煤机的转化效率则相对降低。

三、未来煤矿机电一体化技术的发展趋势分析

由于煤矿机电一体化技术具有高效节能、安全稳定等诸多优点，因而其在煤矿开采行业中能够得到十分广泛的应用。[6]煤矿机电一体化技术的应用不但大大减少了劳动投入，还有效降低了煤矿生产的实际成本，同时还能进一步提高煤矿的生产水平与产能，从而为煤矿企业创造出更大的经济效益、企业效益及社会效益。现如今，我国经过自主研发的煤矿机电一体化设备逐步实现了程序化、电子化及智能化的目标，同时操作起来也十分简单便捷，其安全性能良好。

值得注意的是，我国在煤矿机电一体化技术的研究与应用方面，与多数发达国家之间还存在显著的差异。鉴于此，国家相关部门应当加强对这方面的投入，自主研发出具有我国百分之百知识产权的机械组件，从而进一步提升在机电一体化技术方面的话语权与主动性。此外，研究部门还应当充分注重开发新的电脑系统，优化与完善现有的系统功能，使其能充分满足自动化技术发展与应用的多方面需求。考虑到煤矿生产作业的安全性，研究部门相关工作者依然需要对今后的机电一体化技术进行整合，尽可能开发出专业用于矿井作业的机器人，从而更好地投入到煤矿开采行业中进行使用。

结语

科学技术的飞速发展对各行各业都产生了极大的影响，煤矿开采行业也在科技革命的浪潮中实现了生产方式的变革，并且享受着科学技术带来的极大便捷与福利。随着当今微处理器技术与计算机技术的高速发展，煤矿机电一体化技术在煤矿开采行业中必将更加普及。煤矿机电一体化技术在煤矿企业中的应用不但大大提高了煤矿开采作业的工作效率，还使得作业安全性得到极大的提升，这使得煤矿工作人员的人身安全得到充分保障。由此可见，煤矿机电一体化技术在煤矿开采中的应用大大推动煤矿行业的整体进行与发展。