关于煤矿机电一体化技术的实践探讨

2024-01-29李伟

西部探矿工程 2024年1期

李伟

（山西焦煤西山煤电西曲矿，山西太原 030200）

机电技术一体化是一种综合性的高科技技术，集中了电气工程、计算机技术、机械工程、信息技术，因此又被称为机械电子工程。社会发展中，加快了煤矿事业的创新发展进程，促使煤矿机电设备技术应用进入到了全新的发展时期，向着一体化、自动化的方向提升技术应用的效果，为煤矿企业创造更高的经济效益，提升煤矿企业的综合实力。

1 煤矿机电一体化技术的重要性

1.1 优化了煤矿机械设备的运行效率

在煤矿机电一体化技术的应用过程中，电子技术机械设备和液压控制技术等相互融合，运用到了煤矿生产中，在一定程度上提高了煤矿机械设备的运转效率，强化了煤矿机械设备的安全性能，放大了其经济效益、生产效益，可靠性、安全性均有所提高。另外，煤矿机电一体化技术的应用提高了机械设备作业的效率和精度水平，改进了机械设备运行过程中存在的不足之处，即使在后续的安装、拆除、维修等环节，也可以创造便捷的条件，实现在线监控。

早期发现故障问题，实现自动报警、自我诊断，改善了机械操作人员的工作压力，优化了工作环境、工作条件，机械设备的运转效率大幅度提高，实现了节能、高效运转的目的，机械设备的使用寿命也因此而延长。在机电一体化技术的应用过程中，煤矿生产活动中的各项设备设施均实现了高效运转，节约了生产成本、机械设备的管理成本，取得了突出的技术应用效果[1]。

1.2 提高了生产效率

在煤矿机电一体化技术的应用过程中，煤矿企业引进先进的机电一体化产品，提高了生产效率，促进了煤炭产量的提升，因为在机电一体化技术的支持下，煤矿机电一体化技术的应用代替了传统落后的生产作业模式，人员操作的劳动量大幅度减少，因此生产质量、生产效率均得到了提升。在机电一体化设备的支持下，进行采掘任务、运输活动，矿工的体力劳动不再繁重，降低了事故发生风险，营造了安全的环境，提高了煤炭生产的质量，助力企业经济效益的提高。

特别是煤矿机电一体化技术可以构建安全生产的监测系统，保证安全生产、高效生产，加强对矿工人身安全的保障，是对煤矿企业经济效益加强保障的有力措施。这说明了煤矿机电技术一体化为煤矿事业的发展带来了无法预估的效益，机电一体化技术可以创造理想的经济效益、社会效益，机电一体化系统构成见图1。

图1 机电一体化系统构成

2 煤矿机电一体化技术的具体应用

2.1 更新先进技术、设备

在煤矿机电技术一体化的应用和实践探索中，加强对先进的技术设备的引进，将国外的一体化技术和设备运用到我国的煤矿事业发展中，提高设备的质量，优化设备设施的性能，进一步地升级生产设备和工艺技术手段，可以使煤矿生产的各个环节均向着机电一体化技术的应用方向探索，提高技术开发水平、应用效能。和国外的先进机电设备技术应用相比，我国的技术、人才、管理等方面，存在一定的落后之处，和先进的世界级水平相比，具有一定的差距。

因此为了提高煤矿机电技术的应用效果，我国的煤矿事业发展中引进煤矿机电技术时，需要进一步的加大投入，将先进的设备、技术引进到国内的应用实践中，鼓励企业加强对先进的装置、技术、设备、专利产品、核心技术的研发。关注国内外的高新信息，在煤矿机电一体化产品的开发应用中，引进高新技术，提高煤矿生产技术的现代化水平，达到自动化生产的目标，为企业的综合自动化长远发展夯实基础。

2.2 采煤机中应用机电一体化技术

近些年来我国的科学技术快速发展，针对国内外的交流活动也愈发频繁，煤矿生产中引进国外的先进技术，加强对机电一体化技术的应用和探索，需要经过全体人员的共同努力。在采煤机中应用机电一体化技术，需要在具备牵引性能机械设备的升级等方面加强关注，我国煤矿综合机械化采煤工作面中应用国产的新型采煤机，已愈发普遍。电牵引采煤机的牵引特性更具优势，代替了液压牵引采煤机，在大倾角煤层中适用性强，结构具有紧凑性，使用周期长，因此逐渐替代了液压牵引采煤机。在煤矿机电技术一体化的应用和实践中，增强采煤机的应用效能，提高采煤机设备的运行质量和应用效果，为我国的煤矿生产活动高效、安全的展开，提供了切实的支持和保障[2]。

2.3 矿井提升机中应用机电一体化技术

在煤矿生产中，矿井提升机是一种大型设备，集中了多个结构，例如内装式提升机，将滚筒和驱动合二为一，改造了原有的紧凑度不足的结构问题，提高了生产质量、生产效率，这充分的体现了煤矿机电技术一体化的优势。在矿井提升集中运用煤矿机电技术，构建起一体化的矿井提升机，集中了计算机自动控制电子技术、机械技术和电力能源，充分的体现出了机电一体化技术的功能。

2.4 矿井运输设备中运用机电一体化技术

随着我国煤气的现代化发展，采煤机的功率出现了大幅度增长的趋势，与采煤机大功率发展相互配套的运输设备也需要提高功率水平，向着高强度、高可靠性的方向，提升设备的运行性能，实现大功率的升级和转型。在煤矿机电技术一体化的应用和实践中，矿井运输设备也取得了明显的进步，例如长距离带式输送机、煤矿井下大功率输送机等技术研究和新产品的研发，取得了明显的进展。在长距离带式输送机和大运量重机的应用中，利用到了机电业一体化的CST技术，在燃气装置当中，发挥出了该技术的先进优势，在一体化的结构下，对带式输送机驱动过程中面临的困境问题进行了改进。

2.5 矿井安全生产检测与监控

自20世纪90年代以来，我国就开始在先进的监控系统开发和应用中加强了投入力度，紧跟国外的潮流趋势，加强自主研发，对监控系统进行不断的改造升级。在煤矿事业发展中，KJ90系统以及KJ95系统分别是煤炭科学研究总院重庆分院和常州自动化研究所所研发的，这两个系统中的操作技术先进，具有自动化的监控功能，对分站监控的模式进行了升级。在矿井安装和监测活动中，机电一体化技术应用取得了良好的技术应用效果，向着世界先进水平升级监控系统，机电一体化系统功能结构见图2。

图2 机电一体化系统功能结构

2.6 矿山压缩空气设备中应用机电一体化技术

我国的机械工业快速发展，工业喷油技术愈发成熟，在机械加工中生产水平持续提高，改进了转子型线，在压气设备中利用螺杆式空压机已愈发普遍，螺杆式空压机中，智能控制系统是关键的构成部分。这是机电一体化技术应用和支持下建立起的智能控制系统，可以显示螺杆空压机的运行状态，包括停机显示、过载显示、气压和油压的显示等，作为保护系统，可以加强对空压机的监督和保护。当出现电动机过载或排气温度过高以及错相、缺相等问题时，智能控制系统可以发挥出保护功能以及增值功能，进行故障诊断、远程通信。在警示方面，智能保护系统具有不可替代的作用，在矿山压缩空气设备中利用机电一体化技术，建立起了智能化的控制和保护系统，强化了生产安全[3]。

3 煤矿机电一体化技术发展趋势

3.1 智能化

机电一体化和传统的机械自动化相比，最主要的区别就是其智能化的优势，未来机电一体化技术的发展仍旧还需要不断的探索，在煤矿事业的发展中，机电一体化技术应用要逐渐向着智能化的方向优化性能。在传感器系统集成化、智能化的建设方面进行进一步的改进，嵌入智能控制算法，为机电一体化产品向煤矿事业当中的智能化应用提供支持。智能机电一体化产品的开发和使用中，要发挥出人类智能模拟的功能，形成判断推理、决策逻辑思考的能力，代替煤矿生产中部分脑力劳动[4]。

3.2 系统化

煤矿机电一体化技术应用未来要向着系统化的方向集成技术优势，系统体系结构的变化是系统化最明显的表现特征，在开放式和模式化的总线结构中，实现灵活组态，任意进行系统的裁剪和组合，实现综合管理。将多系统之间构建起协调控制的关系，增强通信性能，要实现远程联网、多系统通信联网，采用生物系统对机电一体化的产品进行开发应用。

3.3 模块化

煤矿机电一体化技术应用和发展，未来要向着模块化的方向开发相关产品，使用模块化的机电一体化产品，提高煤矿生产的效益，模块化是一项艰巨的任务，也是一个系统的工程。因为在煤矿机电一体化技术的应用过程中，生产和开发机电一体化产品的厂家繁多，机电一体化产品的类型各有不同，在信息接口产品、动力接口产品、电气接口产品、机械接口产品中，涵盖了复杂的程序。因此要向着模块的方向推进机电一体化技术的发展，制定与煤矿产业相符的机电一体化技术标准、产品标准，使各单元、各部件之间能够形成相互匹配的关系。企业在生产机电一体化的产品时，明确标准单元，可以迅速地进行新产品的开发，扩大生产规模，满足煤矿机电一体化技术应用和发展的需求[5]。

3.4 绿色化

可持续发展理念下，各个行业均加强了对可持续发展和绿色化、环保化理念的解读、分析，在煤矿机电一体化技术的应用中，同样需要向着绿色环保的方向探索。因为工业建设水平持续提高，在工业发达的形势下，人们有了丰富的物质生活，但是这也对生态环境造成了破坏，减少了生态环境中有限的资源量，并且对生态环境造成了污染。煤矿机电一体化技术未来的发展，要向着绿色化的方向开发和设计绿色产品，引进绿色产品，适应时代的潮流和趋势。

从煤矿机电一体化技术应用的产品设计、制造、包装、运输、使用、报废等整个生命周期，贯穿绿色化的思想，降低对生态环境造成的危害，保护生态环境，提高资源利用效率。在煤矿机电一体化技术产品的开发和应用过程中，要以不污染生态环境、提高资源回收利用效率为目的，向着绿色化的方向，探索明确煤矿机电一体化技术的未来发展趋势，向着可持续化发展的方向不断前行[6]。