机电一体化技术在煤矿机械中的运用探析

宋文杰

（华能扎赉诺尔煤业有限公司灵露煤矿， 内蒙古 呼伦贝尔 021400）

0 前言

在社会科技水平的持续提升中， 煤矿企业对于机械的各种性能标准和要求也在不断提高。 当在化工机械中融入自动化技术以后， 煤矿生产质量就会直接受到自动化技术优劣的影响， 进而对于整个企业的发展前景产生影响。 机电一体化以整合电子信息技术、控制技术为主，具有诸多优势。 另外，因为煤矿机械耐用性较强，并且容易操作与控制， 如电子控制装置就能够让煤矿企业在生产工作中获得诸多便利和优势。 科学技术的进步使得自动化技术逐渐融入到煤矿生产之中， 作为相关人员要持续深入学习专业化的知识和理论， 在自动化机械的操作中掌握维修技术、管理方法，积累工作经验，保证出现各种问题时都能及时有效地解决，构建高效工作模式，进而创造更多效益。

1 机电一体化技术概述

针对机电一体化技术的使用，见图1，以主菜单为基础，在智能技术和微电子技术的相互配合之中让技术控制能力更强，同时构建优越的技术应用环境。 但是就目前的实际情况来看，一些简单问题的发生往往会对机电一体化建设产生影响。 在经过几代科研人员的努力之后， 取得了机电一体化技术研究的突破性进展，进一步提高了系统化与智能化水平，应用于煤矿企业生产实践可以更显著地提高煤矿机械生产效率，并为作业人员提供可靠的人身安全保障[1]。 机电一体化设备系统的基础构造见图2 所示。

图1 机电一体化技术

图2 机电一体化设备系统基础构造示意图

2 机电一体化技术的运用效果及意义

在煤矿设备的管理中， 机电一体化技术的应用相比理想状态存在一定的差距， 这就要求在今后的研究与运用之中能够不断完善技术、创新技术，以此推动煤矿工业的发展。

2.1 提高劳动效率

在煤矿设备之中应用机电一体化技术能够带动劳动效率的提升，减少劳动者的实际劳动量，相比传统煤矿生产模式，采矿作业模式也得到了进一步的改善，这样可以提升实际的劳动生产率。

2.2 带动相关产业发展

在煤矿设备之中， 机电一体化技术的运用在保障提升煤矿产量的同时可以促进企业经济效益的提升， 进而提供必要的可持续发展保障条件， 带动相关产业快速发展。 这仿佛是一条产业链，当一条链快速发展的时候，就会带动相关产业链的发展， 提升人们的收入水平和生活水平[2]。

2.3 提升安全保障能力

相对于其他行业而言，煤矿行业存在更多安全隐患，因为煤矿作业环境相对复杂，人员发生危险的概率更大，对于机械工作的要求就会更加严格。 在煤矿各个环节设备之中加强机电一体化技术的运用， 能够为安全添上一把锁，更有效地保障工作人员的生命安全，促进煤矿的正常生产， 并且通过现代化技术的使用满足远程监控与操控要求，提升煤矿生产的安全指数。

3 煤矿机械中机电一体化技术的实际运用分析

机电一体化技术在煤矿机械之中的具体运用主要包含了如下几种机械。

3.1 掘进机

在现代化的煤矿生产中， 掘进机作为主要的设备之一，有着较为复杂的电气系统，包含了安全操作箱、隔爆照明灯等。 针对电气系统，可以充分配合液压系统，驱动掘进机机械设备开展一系列的掘进作业； 在控制系统之中，主要是实现对于主控制器的操控，并且针对故障信息做详细的记录，这可以保证掘进作业的顺利进行[3]。

针对机电一体化掘进机控制系统示意图见图3。 围绕机电一体化技术的掘进机有很多优点， 主要包括：第一，保护功能非常完善，能够保障设备与工人的安全性；第二，拥有强大显示功能，利用高清显示屏能够实现对于设备运转状态、系统运行状态、周边环境条件等信息的细致显示，以便管理人员和操作人员有充分的认识和了解；第三，拥有相对紧凑的结构，可以满足井下狭小空间的掘进环境作业要求。

图3 机电一体化掘进机控制系统示意

将机电一体化技术运用于掘进机， 首先能够通过RS485 通讯获得控制操作箱的信号， 再根据对应程序自动控制继电器。同时，需要接收并合理分析电流互感器的信号和电机温度等， 依托自动化控制系统为系统稳定运行提供保障。只要掘进机发生任何故障问题，传感器和对应的程序就会快速判断故障类别， 从而采取针对性的处理措施，分析故障原因与信息。

3.2 提升机

在煤矿开采之中会使用到诸多机械设备， 矿井提升机作为重要设备之一， 属于一种体积相对偏大的提升机械， 对于机电一体化技术的应用有助于通过上下升降满足输送煤炭的工作需求。 传统的矿井提升机的实际提升量偏小，并且安全性能较低，但是随着科学技术的不断发展，设备智能化程度的不断提高，目前的矿井提升机之中就逐渐开始运用自动化技术和电子信息技术， 同时搭配使用了各种科学机械技术， 为运输工作带来了良好的便利条件[4]。

传统煤矿生产模式之中所使用的提升机结构相对复杂，而且很容易出现问题，现阶段所使用的矿井提升机结构简单易懂， 在出现问题时能够迅速找到发生问题的原因，并且及时有效地解决问题，提升的重量也更大，运行速度更快，可以极大限度保障安全，为煤矿企业带来可靠的保障条件。 矿井提升机也划分了诸多种类，如摩擦式、缠绕式等， 针对不同类型的提升机在对应深度矿井之中的应用需要结合矿井的年产量做出合理选择， 杜绝出现浪费问题。

3.3 采煤机

在煤矿机械化生产之中， 采煤机也是不可缺少的关键性设备，其实际销量也挂钩企业的基本效益。 目前，机电一体化技术在煤矿采煤机设备中的运用以电引采煤机最为常见，相对于传统的液压牵引采煤机，电牵引采煤机的生产效率更高，还能保障采煤过程的稳定性。

如图4 所展示的某煤矿企业是采用的电牵引采煤机， 针对区域内开采深度越来越大的情况，由于每一层的倾斜度偏高，所以采煤机面临着更高的制动性能要求。基于机电一体化技术，可以为电引采煤机配备良好停电设备， 在采煤过程中有效规避设备下滑的现象。

图4 电牵引采煤机结构示意

3.4 安全管理系统

除开上述各种机械设备之外， 在煤矿机械之中应用机电一体化技术时还需要重点考虑到各种设备与系统安全性的提升。具体而言，使用机电一体化技术能够精确控制机械设备，并且实时监督机械设备的状态和周边环境，通过利用精准电气控制确保机械设备维持安全的、 稳定的运转状态，并且合理预判各种安全威胁和故障隐患，及时消除故障，规避风险。例如输送机是煤矿生产中的重要机械设备之一，一旦长时间使用，难免会受到地下不稳定的环境因素和地下高湿度状况的影响， 对机电一体化技术的合理使用就能很好地规避这一系列的问题， 保障整个运行环节的安全性[5]。

4 结束语

在煤矿企业的实际生产和发展之中，机电一体化技术的运用在一定程度上代表着矿山机械生产已经进入交直流全数字化的时代。 机电一体化技术的使用能够将通信、自动控制、 电力电子等各种技术手段完美结合起来，促进各种机械设备的协调与配合，并且结构很简单， 可以促成煤矿机械生产效率的全面提升。 因此，希望通过本文的研究，能够对机电一体化技术有整体性的认识和了解， 最终推动机电一体化技术在煤矿机械设备之中的广泛深入运用。