采矿过程中机电设备的应用探讨

＊张存志

（山东能源枣庄矿业柴里煤矿 山东 277519）

1.机电设备概述

电动机械装置，简而言之，就是电力和机械的结合体。所谓的机电装置，其实就是将电力装置与机械装置结合在一起，使电力转化为其它能源的过程。机械装备是指将电子和信息技术与已有机械相结合，实现机械智能化与自动化运行。在当前形势下，矿山机械与电气集成技术已逐渐成为矿山工业发展的新方向。因为大部分机电设备的IC规模较为庞大，大部分已经做到了自动化系统自检、仪器传感和自动控制等性能运用，因此，机电一体化能够达到如下目的[1]。

一是通过对机械设备的集成，能够实现对设备的实时监测。由于采矿工作一般都是在地下进行的，所以这里的地形和环境很容易导致设备出现故障。利用机电一体化技术，就可以对机械的使用状态进行实时监测，从而发现问题，为装备的维护提供一个可靠的基础，帮助提高装备的寿命。

二是机械与电气相结合，提高了装备的自动化程度，可以进行手动遥控，既能减轻工作的劳动量和难度，又能最大程度的节省公司的投资，还能自动调节装备的安装精度，将由于人为失误造成的损耗降到最低[2]。

2.机电设备的发展现状

(1)矿业在设备上的要求

目前，在煤矿开采过程中，因为经常出现安全事故，所以，采用和改造机械等装备是非常必要的。采矿业对机械装备的要求是：机械装备应该具有优良的性能，耐腐蚀，可以在复杂的地下环境中工作。在采矿行业中，机电设备不允许超载，而且在运行和维护方面也比较简单，在运用机电设备的时候，要保证它的可靠性，不仅仅是因为它的工作状态很好，还需要监测井下工作的状况，及时解决其中的问题，在对设备进行的自检测中，也要保证它的可靠性，小型机电设备在建设中的应用时间要够持久，并且在进行维护的时候，耗时短，保证其性能价格比较高，机电设备的设计要做到简单快捷，要具备完整的功能，便于工作人员更好的应用[3]。

(2)机电设备应用于采矿过程当中的具体实践

目前，在采矿业中，机电设备应用较为广泛，并且其更新速度快，运用的领域也是日益拓展，在具体的运用过程中，主要内容有以下几个方面：在采矿业中，对于公司的资金和实力有着相当高的需求，因此，政府一直都在鼓励企业规模及业务类型持续广泛。因此，目前情况下，传统的人工和半人工的控制系统中，很难满足当今时代发展的需要。因此，出现了一种智能的控制系统，它可以很好地解决采矿行业中的大规模控制问题。随着国家在电力行业的发展，对采矿业发展来讲也多有助益[4]。

在采矿过程中，传输技术的应用是十分关键的，直接影响到了能否最大限度地保证生产的效率和安全性。目前，在大部分种类与容量的机电设备中都采用了这种传输技术，其可以让采矿的工作效率得到更好的提升，同时还可以减少设备损耗。目前，国内大部分煤炭企业都已经采用了电牵式采煤机来取代传统的水力采煤机，与目前使用的水力采煤机相比，电力采煤机可以有效提高联合作业的效率，并且在工作的稳定性上也得到了很大的改善，这对于工采矿业中的机械电动提升来说，无疑是一种很好的补充[5]。

(3)机电设备对于应用过程的要求

关于工作人员的需求：在机电设备，特别是在机电一体化的操作中，对工作人员的专业技术和职业素养有着比较高的要求。因此，有关公司一定要持续地强化对工作人员的技术培训，避免因为各种错误而造成安全事故。对于硬件设备所具备的要求：因为在设计中，对机电一体化相关设备的要求较为细化与严苛，所以对于材料也有较高的标准，因此，一定要强化对机电设备材料的使用与选择，以此来保证机电设备智能化与自动化水平得到有效提升[6]。

在采煤产业中，最常用的是电牵引采煤机设备，通过IC控制系统可以实现采煤机智能化控制。与常规装置比较，电动拖曳式采煤装置有以下优势和劣势：一是电力驱动采煤机装备的特点是具有优良的拖曳特性，电力驱动采煤机在工作时可以持续地向其输出拖曳力。二是电驱式采煤机可确保在开采中滑动时产生动力刹车，并在其主轴末端设置刹车以阻止机械滑落，在大倾角开采中具有明显的优越性，可用于50°±10°的倾角开采。

矿山企业在生产过程中，所使用的各种机械、电气等机械产品的使用，其各自的特点也各不相同。针对目前我国矿山建设项目中，矿山机械装备的安全管理现状，可以看出，大部分的机电设备管理部门都是以机电生产为主，利用机械生产来获取更高的利润，这就造成了对机械设备安全管理工作的忽视，从而对机械设备的安全使用产生了不利的影响。目前，矿山项目中所使用的各种机电装置种类较多，对其运作的品质没有统一的评判标准，同时，相关的安全管理者也缺乏对其进行规范化的管理以及对其进行安全管理的认识，这就极易造成其运作过程中的一些安全问题。另外，一些开采项目因为缺乏足够的资本和经济费用，无法对其进行快速的升级，加之没有健全的机电设备安全防护装置和设施，一方面，会造成在使用过程中出现较大的磨损和腐蚀，从而降低设备的工作效率和工作品质。同时，由于设备故障和短路等原因，也会给设备带来潜在的安全风险，从而增加各种安全事件的可能性。

3.采矿工程中机电设备投入使用的意义

(1)机电设备现状及发展方向

如今，智能化、自动化、国产化是目前我国机械工业发展的必然趋势。当前，矿山机械装备的发展速度很快，但与国际先进水平的差距还很大。一是自主研发水平不高，国内大部分机械装备都能自主研发，但国内装备的安全性、可靠性与国际先进水平相差甚远，关键装备的自主研发水平也不高。二是国内装备的智能程度不高。所以在发展机电装备的时候，应当着重于两个方面：一是为了满足现代自动化的要求，使矿业装备系统机器化。二是对关键装备进行国内制造，并研制出拥有自己知识产权的装备。

(2)机电设备的应用意义

在采矿行业中，实行机电一体化是一项十分重要的工作，也是一项与社会发展相适应的工作。完成对采矿业机械装备的升级与推广，对提高开采工业的生产效率，提高开采的成本效益具有重要意义。在采矿业中得到了普遍的应用，这种应用不但让传统落后的采矿生产方式发生了变化，还可以在减少工作人员的工作时间和工作强度的同时，有效地提高生产产量，从而大大地提高开采行业整体的经济效率。二是矿山企业的经营管理，减少了企业经营的风险。机电设备最明显的特点就是它能够实现自动化和智能化，替代工作人员从事具有高风险的工作，有效地减少事故的发生[7]。

4.采矿过程中机电设备的具体应用分析

(1)现代采矿业对设备的要求

当今煤矿生产中经常发生安全事件，对煤矿机械的应用以及对煤矿机械的技术改造已是刻不容缓。现代采矿行业对机电装备提出了如下要求。

一是机电装备本身应该具备良好的耐腐蚀性能，能够在井下的复杂环境中工作。

二是采矿行业的机械、电气等产品、电子设备的自重不能太大，维护、使用方便。

三是机械系统要有一定的可靠性，不但要保证机械系统工作的稳定性，还要保证对井下环境监测对数据的及时反馈，以及对仪器的自我检测。

四是要保证机械、电气的寿命周期较长、维护周期较短、性能价格比较高。五是机械和电气装置结构简洁，使用方便，易于工作人员使用。

(2)机电设备在采矿过程中具体应用实践

当前，采矿业机电设备的普及率已经很高了，而且设备的更新速度也很快，由于涉及的领域越来越广，仅对其中四项技术的具体运用进行介绍。

一是煤矿企业的安全监测体系。因为采矿行业对公司的实力和资本都有很高的要求，所以政府一直都是鼓励公司向大型规模发展。所以，目前采用的手动或半手动方式的控制方式，已不能满足当前的要求。智能控制技术的诞生为采矿行业如何实现大规模生产提供了良好的途径。

二是采用了AC传输技术。近年来，由于国家对矿井、矿山等领域的积极推动，使矿井调节技术得到了长足的发展。在煤矿企业中，传输技术的好坏直接影响着企业的安全与高效。当前，大多数型号、功率大小的电动机都采用了这种驱动方式，极大地改善了采矿工作的工作效率，减少了设备的损失。

三是在煤矿工业中实现了采煤机械和电气一体化。当前，国内大多数的矿井都使用了电牵采煤机来取代常规的液压式，其中，与常规的液压式相结合，使机电化的电牵采煤机的工作效率有了很大的提升，并且其工作稳定性也更加出色。

四是煤矿井下提升机的电气。在采矿行业中最具有机电代表意义具有机电水准的就是提升机，现在国内使用的提升机都是基于自动控制、工程通信、电子、机械、电力等多方面技术而进行的，具有较强的工作精度。采矿过程中机电设备运行图如图1所示。

图1 采矿过程中机电设备运行图

(3)机电设备应用要求

一是人才素质的问题。机电设备尤其是机电一体化，对工作人员的职业素养有很高的要求，所以有关的公司需要对上岗的工作人员进行系统的训练，避免出现操作事故。二是应该具备相应的装备和硬件条件。机电一体化装备的设计较为精细，对所用材料有较高的需求，应加大对机电设备材料的研发与升级力度，为提高我国机电设备的自动化与智能化水平做出贡献。

机电设备使用的是集成技术，因此对操作员的素质有很高的要求。有关的公司工作人员在开始进行机电操作前，一定要对操作员进行严格的训练，防止出现操作方面的事故。使用机电设备在地下工作时，对设备的硬件有很大的需求，对设备所使用的材料也有很高的需求，因为设备比较紧凑，因此，对设备材料进行更新及研发，仍是提升机电设备自动化和智能化水平的重要环节[8]。

5.结束语

在开采过程中，大量地采用机电设备，是当今世界发展的主要趋势。在我国，机电设备发展时间较晚，发展速度相对缓慢，虽然近些年来，我国机电设备在采矿工业有较大发展，但是依然存在起步较晚，核心技术不足等问题，为此，应该要把握当前的发展机遇，大力培育机电设备高素质人才，加大对机电设备的建设材料和自动化、智能化研究，努力追赶世界上的机电设备，为社会主义经济建设发展提供根本保障。