机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用

2021-01-22朱兴爱

设备管理与维修 2021年14期

朱兴爱

（贵州盘江精煤股份有限公司土城矿，贵州六盘水 553529）

0 引言

随着科学技术的快速发展，机电一体化技术因具有众多的优势开始广泛应用于各行各业。在煤矿机械设备中，机电一体化技术已经成为关键性技术。在注重于煤矿开采效率与质量的前提下，各种煤矿机械设备代替了传统的人工开采方式，而机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用，可以提升设备的稳定性与安全性，实现设备的高效利用，所以煤矿机电一体化技术必然会成为煤矿机械设备的主要运用技术与发展方向之一。下面将结合实际工作经验及相关资料，就机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用展开分析。

1 机电一体化的技术基础

机电一体化技术是跨学科的集成技术，是各种技术的组成。当前机电一体化向智能化、模块化、网络化、小型化和系统化方向发展，机械工程、传输技术和传感器是机电一体化技术的关键。

（1）机械制造技术。机电一体化过程与机械生产密不可分，机械制造技术在机电一体化中占有非常重要地位。首先，机械生产、传动技术和传感器之间有联系。机械制造技术在集成中具有重要的作用，但不是核心技术，它还有很大的发展空间。其次是利用机械制造技术提高工作效率。机械制造是机电一体化最重要的课题，也是设计和技术中不可缺少的组成部分。因此，机械制造具有很高的学习价值和研究价值，学习相关技术有利于制定一个完善的机械制造方案。所以，煤矿机械设备制造的基础是机械生产，相关技术人员不仅要懂设计，还要懂生产，这样才能将机械能和电能更好地整合到煤矿机械设备。

（2）传动技术。传动技术是最常见的机械传动方式，有磁力传动、气动传动、机械传动等形式。其在煤炭工业中应用广泛，可以快速、高效地从矿井中运出煤炭，节约人力、物力和财力。

（3）传感器技术。光纤传感器是一种新的传感器技术，主要利用物理原理传输，是非常智能的传感器技术，也是近年来发展最快的传感器技术之一。随着光纤传感器的不断发展，光纤传感器在机电一体化中占有重要地位。

2 机电一体化在煤矿机械设备中的作用

2.1 提高经济效益

没有引进机电一体化技术之前，煤矿机械设备的工作方式大多数是采用人工控制的方式。受到人工控制主观性与技术水平的影响，加之煤矿机械设备操作比较复杂，容易出现设备运行故障与安全事故，这不仅生产效率比较低，也浪费了大量的人力资源、物力资源及资金资源，所以经济效益比较低。将机电一体化技术运用于煤矿机械设备之后，优化了设备的工作方式，计算机技术与自动化技术的运用则实现了对设备运行过程的自动化控制与监控，减少了人力资源与物力资源的投入，避免了人工操作不当引发的故障，有效提高经济效益。

2.2 提高工作效率

相对于传统的煤矿机械工作方式，机电一体化技术使煤矿机械设备多个工作环节改变为自动化工作环节，可以根据设备的使用特点与情况，将智能化技术、计算机技术、信息管控技术与自动化技术融合应用于煤矿机械设备中，提升煤矿机械的自动化与智能化水平，进而在预先程序控制的操作下，有效提高设备的工作效率。

2.3 提高工作安全性

煤矿机械设备的工作环境恶劣，在工作过程中容易受到多种因素的影响，极易发生安全事故。传统的煤矿机械设备操作方式是人工管控，对于工作环境与安全隐患的防范也由人工负责，一旦人工安全防范不到位或缺乏安全防范经验及技术，则有可能引发安全事故。然而，将机电一体化技术运用于煤矿机械设备，可以实现自动检测、实时监控、自动报警等功能，在设备出现运行故障或环境存有安全危险时，及时将信息上报给管理人员并对管理人员提供故障、预警分析等功能，这使得设备的故障处理效率、运行过程中的安全水平处于较高水平。

3 机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用

机电一体化是煤炭行业最重要的技术援助之一，其重要性体现在煤炭开采和运输方面。我国机电一体化发展始于20 世纪70 年代，煤炭工业发展始于20 世纪80 年代，煤炭工业机电一体化的过程使我国的电力输送带和采煤效率得到提高和改进。机电一体化在我国煤炭行业的进程在于采煤机的运用，使我国更早的采用了电牵引采煤机，提高了采煤效率。进入21 世纪后，机电技术在煤炭工业中得到了广泛应用，如矿井运输设备、带式输送机、提升机、支护设备、矿井安全生产监控系统等。

3.1 煤矿机电设备管理

在工作的过程当中需要做好机电设备的安全管理工作，因为煤矿机电设备在工作的过程中，不仅要全面落实对于煤矿机电设备的检查，相关的工作人员还应落实责任监督制度，电气对于机电设备进行维护，完善责任制度，以人为本，每一个员工都要落实自身的工作职责。煤矿设备多，老化得快，很多设备在超期工作，煤矿机电设备可以在提高经济效益的基础上，抓紧对一些重要的设备和可能危及到安全生产的设备，定期报废或定期维护，抓紧时间更新换代煤矿机电设备。

3.2 检测系统中安全生产的应用

煤矿开采是一项安全危险性极高的工作，机电一体化技术运用于煤矿机械，是实现煤矿机械安全生产的有效方式之一。我国在煤矿安全生产、检测方面对于煤矿机电一体化技术的运用，是20 世纪90 年代研发的。经过长期的研发与努力，已经研发多种煤矿机械安全生产监测系统。例如，我国煤炭科学研究院重庆分线研发的KJ90 系统，是基于煤矿生产的实际情况、合理融合煤矿机电一体化技术，实现了对煤矿机械生产全过程进行智能化与自动化检测的功能。近年来，随着对机电一体化技术的深入研发与应用，其在煤矿安全生产与检测方面应用已经比较普遍。

3.3 提升在线监控故障诊断效率

在线监测技术的应用可以科学有效地管理和监测煤矿生产，主要从发动机、供油设施等方面进行。根据设备的实际状况，如果发现设备异常会自动报警，这样也可以有效减少工作人员的工作量和管理人员配置，明显提高煤矿设备的日常管理维护绩效、效率。及时有效的信息可以在一定程度上帮助管理者，根据实际情况提供科学合理的解决方案能有效降低风险率和不必要的经济损失。此外，它可能有一种特定的错误诊断方法，使用煤矿设备核实设备故障原因，保障设备稳定运行、不损坏，使煤矿生产正常运行。

3.4 提升煤矿运输能力

机电一体化技术可以保障煤矿高效稳定运行，有效提高煤矿开采作业的安全稳定性，显著提高煤矿作业质量和效率。体现在煤矿和输送机技术方面，既满足煤矿的要求又简化了厂房结构，同时又结合了传动装置，显著提高设备安全性和稳定性。目前皮带传动系统的自动化技术水平很高，在煤矿中广泛应用可以为煤矿的安全、稳定、高效运行提供有力的支持，提高采矿作业效率。

4 煤矿机电一体化技术的发展趋势

（1）智能化。在煤矿机电一体化技术中，自动化技术是确保煤矿机电一体化技术应用的基础。各行各业趋向于智能化的发展趋势下，煤矿机电一体化技术中的自动化技术，会向着更自动化的方向发展的同时，也会趋向于智能化的发展，极有可能将自动化技术与智能化技术进行融合，研发出新的煤矿机电一体化技术，以实现煤矿开采效率与质量的进一步提升。因此，未来煤矿机电一体化技术将向更加智能化的方向发展。

（2）微型化。现阶段煤矿机电一体化设备依然具有巨型化的特点，在使用过程中存有较多不便之处。在机械设备趋向于精细化与微型化的趋势下，未来的煤矿机电一体化技术也会向着微型化发展，机电一体化设备的体积与结构将更精细，这将利于降低相关能源的消耗、实现机电一体化技术的节能化。