煤礦機電技術一體化運用

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摘要：探究機電一體化在煤礦機電技術中的作用，分析煤礦機電一體化技術的應用情況，展望中國煤礦機電一體化技術的發展前景。雖然現階段中國機電一體化水平與國外相比尚有差距，但相信隨著技術發展，差距勢必越來越小。

關鍵詞：煤礦；開采；機電；一體化；應用

0引言

機電一體化技術是機械控制技術、計算機技術、軟件編程技術等多門學科的交叉，機械自動化程度越高，生產力越強。煤礦企業為了不斷提高自身的生產力來滿足國家對煤炭資源的需求，保證企業安全生產，為企業創造更大的經濟效益，勢必大力推廣煤礦機電一體化技術[1]。

1一體化在煤礦機電技術中的作用

1.1提高煤礦生產的安全系數

機電一體化生產意味著人工作業量減少，煤礦作為高危行業，中國每年都會出現安全生產事故，而利用機械來代替人力作業，可降低安全事故的發生率，發生安全事故時也不會造成巨大的人員傷亡。同時，井下開采條件復雜，煤礦井下工作面中充斥著瓦斯和粉塵，長期處在這樣的環境中會給礦工的身體帶來嚴重影響，而使用機械自動化作業則可以避免這一現象，提高煤礦生產的安全系數。

1.2提高煤炭生產效率

煤炭企業生產方式由人力向機械化轉變，實現煤礦生產效率的跨越式提高，機械取代人工可以將人類從繁重的機械勞動中解放出來，由此優化人力資源、合理配置。人力工作會感到疲憊，但是機械不會，只要定期對自動化機械進行維護保養，機械可以長時間高強度運轉，其生產力是人力數百倍，繼而大大提高煤礦生產效率。

1.3提高煤礦企業經濟效益

機電一體化技術的運用可以降低煤礦人力的使用，使用機器的成本要遠低于人力成本，企業在使用一體化技術提高產量的同時能有效降低人力成本，相當于變相創造了更多經濟價值，提高煤礦企業的經濟效益。

2煤礦機電一體化技術應用

2.1煤礦運輸機

限制煤礦生產力的除了開采效率還有運輸效率，中國煤炭生產的運輸和提升系統與國外發達國家相比還有較大差距，不能滿足中國日益增長的煤炭需求，對此需要不斷借鑒發達國家的先進技術，吸收和運用這些技術，繼而不斷提高中國煤炭生產效率。當前中國應用較廣泛且技術較成熟的是內裝式提升機和皮帶式強力運輸機，能夠實現遠距離大輸送量輸送，主要特點為安全性高、效率高和具備自動化控制的條件。此外，結構上的進一步簡化保證了系統穩定運行，出現問題時也便于修復，甚至可以適當運用自動化技術來實現運輸機自我保護和診斷能力[2]。

2.2帶式輸送機

煤礦開采勢必帶來巷道延長的情況，而探究高效率、高可靠性的長距離連續運送措施成為當務之急。這一任務中國制造的帶式運輸機已經能夠比較圓滿地勝任，高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機和大傾角長距離帶式輸送機等都已投入生產使用，并且相關主要部件和重要技術均已經擁有自主知識產權，整個機器的成本遠低于國外。

2.3采煤機

現階段，中國大多數煤礦都已更換了綜合機械化采煤系統，這是煤礦機電一體化技術發展的成果。當前綜合機械化采煤系統已經從液壓牽引式發展到電牽引式，采煤機系統的發展帶來的優勢主要有以下幾方面：a)遇到大傾角煤層時也可正常工作，采煤機不會下滑；b)自動控制系統可以檢測設備運行參數，甚至實現智能化調整，從而始終保證綜采系統高效運行；c)自動化水平的提高帶來的是綜采系統結構的精簡，使得整個系統運行的安全性和可靠性得到提高，設備可以長時間在惡劣環境下工作而不用維修，間接提高了經濟效益；d)自動控制系統可以協調綜采系統的各方面，從而有效提高工作效率，保證煤炭產量。

2.4掘進機

將掘進機作為掘進巷道的機械是中國大部分煤礦的做法，利用礦用隔爆安全型操作箱、電鈴、開關箱、照明燈和三相異步電動機、控制按鈕和低濃度甲烷傳感器等構成掘進機系統。該系統是掘進機中非常重要的電氣結構，與液壓系統協調工作以完成整個系統的運行，達到機電液一體化。

2.5支護設備

煤礦支護設備主要應用的是液壓支架，也有電液控制，其工作原理都是自動移架成組或雙向鄰架定壓來降低對支架和頂板造成的沖擊力。支護設備的機電一體化主要體現在乳化液泵站裝置上，液壓裝置需要有高壓液體才能工作，而這一設備就是專門提供高壓液體的裝置，智能化供液系統和配液系統可以幫助提高乳化液泵站裝置的供液能力，在配備了高靈敏度傳感器的乳化液泵站裝置上還可以實現高低液位、乳化液濃度檢測及校正的自動控制，有異常情況及時報警，始終保證支護設備正常運行，保證井下工作面的安全。同時與電控相結合，可實現支架自動化控制，與采煤機自動化控制相結合實現采煤工作面無人操作[3]。

2.6煤礦安全生產監督管理系統

各種高靈敏度傳感器的出現使得煤礦安全生產監督管理系統不再是形式，高靈敏度傳感器可以布置在運輸機械、采掘機械及巷道的支撐機械上，進而及時監測煤炭運輸、掘進工作的進程，了解各系統是否運轉正常、是否需要維護調整。而對于支護設備的檢測可以了解巷道地質結構是否發生了巨大變化，及時發現事故的隱患或前兆，保證煤礦安全生產。當前中國安全生產監控系統存在的主要問題是傳感器的穩定性差和使用壽命短，由于井下條件惡劣復雜，傳感器的使用壽命的不到保障，其穩定性也會受到多方面影響，這可能導致煤礦安全生產監督管理系統發揮不了應有作用，對此還是應該加強借鑒國外先進技術，通過提高技術水平來完善煤礦安全生產監督管理系統。

3中國煤礦機電一體化技術的展望

21世紀初中國開始推廣機電一體化技術，目前煤礦行業各個環節基本上都已采用了機電一體化技術，機電一體化技術的廣泛運用提高了煤礦產量，降低了工人勞動強度，創造了巨大的社會價值和經濟效益。但是必須深刻意識到中國機電一體化技術在信息化、程序化和智能化與國外還存在差距，對此中國應該加快以下幾個方面的發展：

a)加強中國煤礦機電一體化產品的標準化、規范化和通用化發展，中國市場上煤礦機電一體化產品種類和數目眾多，但是不同設備之間不能夠通用，這使得煤礦企業選擇的余地受到限制，只能選擇同一生產企業的設備，在某種程度上提高了機電一體化技術的推廣成本；

b)推進傳感器技術的發展。機電一體化設備要判斷周邊環境和自身狀態，需要應用到大量傳感器，由傳感器收集相關數據經計算機處理分析后呈遞給工作人員，讓工作人員了解機械運轉是否正常，是否有診斷和維修的必要。而在井下惡劣的生產條件下，各種高靈敏度的傳感器的使用壽命非常短，必須進一步加強對于煤礦使用的傳感器的研發，從而提高傳感器的使用壽命和穩定性；

c)開發安全性和可靠性較高的通信模塊。煤礦井下條件復雜，整個系統要保證有效運行必須進行數據通信，而復雜的環境條件會對數據通信造成各種干擾，不利于一體化技術的發展，因此必須發展配套的通信模塊。推廣建立煤礦井上下的物聯網，實現井下實時監控，進一步推動煤礦機電一體化自動控制，做到井下無人操作。

4結語

煤礦機電一體化技術的存在提高了煤礦產量，保證煤礦的安全生產，為企業帶來了更大的經濟效益，是未來煤礦生產的必然發展趨勢。未來煤礦機電一體化技術發展必須實現信息化、程序化和智能化，提高煤礦生產效率和質量。

參考文獻：

［1］靳永清.煤礦機電技術一體化的應用解析［J］.中國新技術新產品，2015(7)：592-593.

［2］王守坤.淺析煤礦機電技術一體化的應用［J］.建筑工程技術與設計，2015(22)：1237-1238.

［3］潘建武.淺析煤礦機電技術一體化應用研究［J］.技術與市場，2014(11)：379-380.

作者：鮑進林 單位：霍州煤電集團晉北能化有限責任公司