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摘要：探究機(jī)電一體化在煤礦機(jī)電技術(shù)中的作用，分析煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用情況，展望中國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景。雖然現(xiàn)階段中國(guó)機(jī)電一體化水平與國(guó)外相比尚有差距，但相信隨著技術(shù)發(fā)展，差距勢(shì)必越來(lái)越小。

關(guān)鍵詞：煤礦；開(kāi)采；機(jī)電；一體化；應(yīng)用

0引言

機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多門學(xué)科的交叉，機(jī)械自動(dòng)化程度越高，生產(chǎn)力越強(qiáng)。煤礦企業(yè)為了不斷提高自身的生產(chǎn)力來(lái)滿足國(guó)家對(duì)煤炭資源的需求，保證企業(yè)安全生產(chǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，勢(shì)必大力推廣煤礦機(jī)電一體化技術(shù)[1]。

1一體化在煤礦機(jī)電技術(shù)中的作用

1.1提高煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)

機(jī)電一體化生產(chǎn)意味著人工作業(yè)量減少，煤礦作為高危行業(yè)，中國(guó)每年都會(huì)出現(xiàn)安全生產(chǎn)事故，而利用機(jī)械來(lái)代替人力作業(yè)，可降低安全事故的發(fā)生率，發(fā)生安全事故時(shí)也不會(huì)造成巨大的人員傷亡。同時(shí)，井下開(kāi)采條件復(fù)雜，煤礦井下工作面中充斥著瓦斯和粉塵，長(zhǎng)期處在這樣的環(huán)境中會(huì)給礦工的身體帶來(lái)嚴(yán)重影響，而使用機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)則可以避免這一現(xiàn)象，提高煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)。

1.2提高煤炭生產(chǎn)效率

煤炭企業(yè)生產(chǎn)方式由人力向機(jī)械化轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)效率的跨越式提高，機(jī)械取代人工可以將人類從繁重的機(jī)械勞動(dòng)中解放出來(lái)，由此優(yōu)化人力資源、合理配置。人力工作會(huì)感到疲憊，但是機(jī)械不會(huì)，只要定期對(duì)自動(dòng)化機(jī)械進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，機(jī)械可以長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)，其生產(chǎn)力是人力數(shù)百倍，繼而大大提高煤礦生產(chǎn)效率。

1.3提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用可以降低煤礦人力的使用，使用機(jī)器的成本要遠(yuǎn)低于人力成本，企業(yè)在使用一體化技術(shù)提高產(chǎn)量的同時(shí)能有效降低人力成本，相當(dāng)于變相創(chuàng)造了更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

2.1煤礦運(yùn)輸機(jī)

限制煤礦生產(chǎn)力的除了開(kāi)采效率還有運(yùn)輸效率，中國(guó)煤炭生產(chǎn)的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距，不能滿足中國(guó)日益增長(zhǎng)的煤炭需求，對(duì)此需要不斷借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，吸收和運(yùn)用這些技術(shù)，繼而不斷提高中國(guó)煤炭生產(chǎn)效率。當(dāng)前中國(guó)應(yīng)用較廣泛且技術(shù)較成熟的是內(nèi)裝式提升機(jī)和皮帶式強(qiáng)力運(yùn)輸機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離大輸送量輸送，主要特點(diǎn)為安全性高、效率高和具備自動(dòng)化控制的條件。此外，結(jié)構(gòu)上的進(jìn)一步簡(jiǎn)化保證了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也便于修復(fù)，甚至可以適當(dāng)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)自我保護(hù)和診斷能力[2]。

2.2帶式輸送機(jī)

煤礦開(kāi)采勢(shì)必帶來(lái)巷道延長(zhǎng)的情況，而探究高效率、高可靠性的長(zhǎng)距離連續(xù)運(yùn)送措施成為當(dāng)務(wù)之急。這一任務(wù)中國(guó)制造的帶式運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)能夠比較圓滿地勝任，高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)和大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)等都已投入生產(chǎn)使用，并且相關(guān)主要部件和重要技術(shù)均已經(jīng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，整個(gè)機(jī)器的成本遠(yuǎn)低于國(guó)外。

2.3采煤機(jī)

現(xiàn)階段，中國(guó)大多數(shù)煤礦都已更換了綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)，這是煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的成果。當(dāng)前綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)已經(jīng)從液壓牽引式發(fā)展到電牽引式，采煤機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾方面：a)遇到大傾角煤層時(shí)也可正常工作，采煤機(jī)不會(huì)下滑；b)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，甚至實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)整，從而始終保證綜采系統(tǒng)高效運(yùn)行；c)自動(dòng)化水平的提高帶來(lái)的是綜采系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的精簡(jiǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性得到提高，設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間在惡劣環(huán)境下工作而不用維修，間接提高了經(jīng)濟(jì)效益；d)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)綜采系統(tǒng)的各方面，從而有效提高工作效率，保證煤炭產(chǎn)量。

2.4掘進(jìn)機(jī)

將掘進(jìn)機(jī)作為掘進(jìn)巷道的機(jī)械是中國(guó)大部分煤礦的做法，利用礦用隔爆安全型操作箱、電鈴、開(kāi)關(guān)箱、照明燈和三相異步電動(dòng)機(jī)、控制按鈕和低濃度甲烷傳感器等構(gòu)成掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)中非常重要的電氣結(jié)構(gòu)，與液壓系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作以完成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，達(dá)到機(jī)電液一體化。

2.5支護(hù)設(shè)備

煤礦支護(hù)設(shè)備主要應(yīng)用的是液壓支架，也有電液控制，其工作原理都是自動(dòng)移架成組或雙向鄰架定壓來(lái)降低對(duì)支架和頂板造成的沖擊力。支護(hù)設(shè)備的機(jī)電一體化主要體現(xiàn)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(shè)備就是專門提供高壓液體的裝置，智能化供液系統(tǒng)和配液系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)高低液位、乳化液濃度檢測(cè)及校正的自動(dòng)控制，有異常情況及時(shí)報(bào)警，始終保證支護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行，保證井下工作面的安全。同時(shí)與電控相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)支架自動(dòng)化控制，與采煤機(jī)自動(dòng)化控制相結(jié)合實(shí)現(xiàn)采煤工作面無(wú)人操作[3]。

2.6煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)

各種高靈敏度傳感器的出現(xiàn)使得煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)不再是形式，高靈敏度傳感器可以布置在運(yùn)輸機(jī)械、采掘機(jī)械及巷道的支撐機(jī)械上，進(jìn)而及時(shí)監(jiān)測(cè)煤炭運(yùn)輸、掘進(jìn)工作的進(jìn)程，了解各系統(tǒng)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常、是否需要維護(hù)調(diào)整。而對(duì)于支護(hù)設(shè)備的檢測(cè)可以了解巷道地質(zhì)結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了巨大變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故的隱患或前兆，保證煤礦安全生產(chǎn)。當(dāng)前中國(guó)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是傳感器的穩(wěn)定性差和使用壽命短，由于井下條件惡劣復(fù)雜，傳感器的使用壽命的不到保障，其穩(wěn)定性也會(huì)受到多方面影響，這可能導(dǎo)致煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)發(fā)揮不了應(yīng)有作用，對(duì)此還是應(yīng)該加強(qiáng)借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)提高技術(shù)水平來(lái)完善煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)。

3中國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的展望

21世紀(jì)初中國(guó)開(kāi)始推廣機(jī)電一體化技術(shù)，目前煤礦行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)基本上都已采用了機(jī)電一體化技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛運(yùn)用提高了煤礦產(chǎn)量，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。但是必須深刻意識(shí)到中國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)在信息化、程序化和智能化與國(guó)外還存在差距，對(duì)此中國(guó)應(yīng)該加快以下幾個(gè)方面的發(fā)展：

a)加強(qiáng)中國(guó)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和通用化發(fā)展，中國(guó)市場(chǎng)上煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和數(shù)目眾多，但是不同設(shè)備之間不能夠通用，這使得煤礦企業(yè)選擇的余地受到限制，只能選擇同一生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備，在某種程度上提高了機(jī)電一體化技術(shù)的推廣成本；

b)推進(jìn)傳感器技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化設(shè)備要判斷周邊環(huán)境和自身狀態(tài)，需要應(yīng)用到大量傳感器，由傳感器收集相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理分析后呈遞給工作人員，讓工作人員了解機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，是否有診斷和維修的必要。而在井下惡劣的生產(chǎn)條件下，各種高靈敏度的傳感器的使用壽命非常短，必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于煤礦使用的傳感器的研發(fā)，從而提高傳感器的使用壽命和穩(wěn)定性；

c)開(kāi)發(fā)安全性和可靠性較高的通信模塊。煤礦井下條件復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)要保證有效運(yùn)行必須進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而復(fù)雜的環(huán)境條件會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)通信造成各種干擾，不利于一體化技術(shù)的發(fā)展，因此必須發(fā)展配套的通信模塊。推廣建立煤礦井上下的物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)井下實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)一步推動(dòng)煤礦機(jī)電一體化自動(dòng)控制，做到井下無(wú)人操作。

4結(jié)語(yǔ)

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的存在提高了煤礦產(chǎn)量，保證煤礦的安全生產(chǎn)，為企業(yè)帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益，是未來(lái)煤礦生產(chǎn)的必然發(fā)展趨勢(shì)。未來(lái)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展必須實(shí)現(xiàn)信息化、程序化和智能化，提高煤礦生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

［1］靳永清.煤礦機(jī)電技術(shù)一體化的應(yīng)用解析［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015(7)：592-593.

［2］王守坤.淺析煤礦機(jī)電技術(shù)一體化的應(yīng)用［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015(22)：1237-1238.

［3］潘建武.淺析煤礦機(jī)電技術(shù)一體化應(yīng)用研究［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2014(11)：379-380.

作者：鮑進(jìn)林 單位：霍州煤電集團(tuán)晉北能化有限責(zé)任公司