煤矿机电技术一体化运用

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摘要：探究机电一体化在煤矿机电技术中的作用，分析煤矿机电一体化技术的应用情况，展望中国煤矿机电一体化技术的发展前景。虽然现阶段中国机电一体化水平与国外相比尚有差距，但相信随着技术发展，差距势必越来越小。

关键词：煤矿；开采；机电；一体化；应用

0引言

机电一体化技术是机械控制技术、计算机技术、软件编程技术等多门学科的交叉，机械自动化程度越高，生产力越强。煤矿企业为了不断提高自身的生产力来满足国家对煤炭资源的需求，保证企业安全生产，为企业创造更大的经济效益，势必大力推广煤矿机电一体化技术[1]。

1一体化在煤矿机电技术中的作用

1.1提高煤矿生产的安全系数

机电一体化生产意味着人工作业量减少，煤矿作为高危行业，中国每年都会出现安全生产事故，而利用机械来代替人力作业，可降低安全事故的发生率，发生安全事故时也不会造成巨大的人员伤亡。同时，井下开采条件复杂，煤矿井下工作面中充斥着瓦斯和粉尘，长期处在这样的环境中会给矿工的身体带来严重影响，而使用机械自动化作业则可以避免这一现象，提高煤矿生产的安全系数。

1.2提高煤炭生产效率

煤炭企业生产方式由人力向机械化转变，实现煤矿生产效率的跨越式提高，机械取代人工可以将人类从繁重的机械劳动中解放出来，由此优化人力资源、合理配置。人力工作会感到疲惫，但是机械不会，只要定期对自动化机械进行维护保养，机械可以长时间高强度运转，其生产力是人力数百倍，继而大大提高煤矿生产效率。

1.3提高煤矿企业经济效益

机电一体化技术的运用可以降低煤矿人力的使用，使用机器的成本要远低于人力成本，企业在使用一体化技术提高产量的同时能有效降低人力成本，相当于变相创造了更多经济价值，提高煤矿企业的经济效益。

2煤矿机电一体化技术应用

2.1煤矿运输机

限制煤矿生产力的除了开采效率还有运输效率，中国煤炭生产的运输和提升系统与国外发达国家相比还有较大差距，不能满足中国日益增长的煤炭需求，对此需要不断借鉴发达国家的先进技术，吸收和运用这些技术，继而不断提高中国煤炭生产效率。当前中国应用较广泛且技术较成熟的是内装式提升机和皮带式强力运输机，能够实现远距离大输送量输送，主要特点为安全性高、效率高和具备自动化控制的条件。此外，结构上的进一步简化保证了系统稳定运行，出现问题时也便于修复，甚至可以适当运用自动化技术来实现运输机自我保护和诊断能力[2]。

2.2带式输送机

煤矿开采势必带来巷道延长的情况，而探究高效率、高可靠性的长距离连续运送措施成为当务之急。这一任务中国制造的带式运输机已经能够比较圆满地胜任，高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机和大倾角长距离带式输送机等都已投入生产使用，并且相关主要部件和重要技术均已经拥有自主知识产权，整个机器的成本远低于国外。

2.3采煤机

现阶段，中国大多数煤矿都已更换了综合机械化采煤系统，这是煤矿机电一体化技术发展的成果。当前综合机械化采煤系统已经从液压牵引式发展到电牵引式，采煤机系统的发展带来的优势主要有以下几方面：a)遇到大倾角煤层时也可正常工作，采煤机不会下滑；b)自动控制系统可以检测设备运行参数，甚至实现智能化调整，从而始终保证综采系统高效运行；c)自动化水平的提高带来的是综采系统结构的精简，使得整个系统运行的安全性和可靠性得到提高，设备可以长时间在恶劣环境下工作而不用维修，间接提高了经济效益；d)自动控制系统可以协调综采系统的各方面，从而有效提高工作效率，保证煤炭产量。

2.4掘进机

将掘进机作为掘进巷道的机械是中国大部分煤矿的做法，利用矿用隔爆安全型操作箱、电铃、开关箱、照明灯和三相异步电动机、控制按钮和低浓度甲烷传感器等构成掘进机系统。该系统是掘进机中非常重要的电气结构，与液压系统协调工作以完成整个系统的运行，达到机电液一体化。

2.5支护设备

煤矿支护设备主要应用的是液压支架，也有电液控制，其工作原理都是自动移架成组或双向邻架定压来降低对支架和顶板造成的冲击力。支护设备的机电一体化主要体现在乳化液泵站装置上，液压装置需要有高压液体才能工作，而这一设备就是专门提供高压液体的装置，智能化供液系统和配液系统可以帮助提高乳化液泵站装置的供液能力，在配备了高灵敏度传感器的乳化液泵站装置上还可以实现高低液位、乳化液浓度检测及校正的自动控制，有异常情况及时报警，始终保证支护设备正常运行，保证井下工作面的安全。同时与电控相结合，可实现支架自动化控制，与采煤机自动化控制相结合实现采煤工作面无人操作[3]。

2.6煤矿安全生产监督管理系统

各种高灵敏度传感器的出现使得煤矿安全生产监督管理系统不再是形式，高灵敏度传感器可以布置在运输机械、采掘机械及巷道的支撑机械上，进而及时监测煤炭运输、掘进工作的进程，了解各系统是否运转正常、是否需要维护调整。而对于支护设备的检测可以了解巷道地质结构是否发生了巨大变化，及时发现事故的隐患或前兆，保证煤矿安全生产。当前中国安全生产监控系统存在的主要问题是传感器的稳定性差和使用寿命短，由于井下条件恶劣复杂，传感器的使用寿命的不到保障，其稳定性也会受到多方面影响，这可能导致煤矿安全生产监督管理系统发挥不了应有作用，对此还是应该加强借鉴国外先进技术，通过提高技术水平来完善煤矿安全生产监督管理系统。

3中国煤矿机电一体化技术的展望

21世纪初中国开始推广机电一体化技术，目前煤矿行业各个环节基本上都已采用了机电一体化技术，机电一体化技术的广泛运用提高了煤矿产量，降低了工人劳动强度，创造了巨大的社会价值和经济效益。但是必须深刻意识到中国机电一体化技术在信息化、程序化和智能化与国外还存在差距，对此中国应该加快以下几个方面的发展：

a)加强中国煤矿机电一体化产品的标准化、规范化和通用化发展，中国市场上煤矿机电一体化产品种类和数目众多，但是不同设备之间不能够通用，这使得煤矿企业选择的余地受到限制，只能选择同一生产企业的设备，在某种程度上提高了机电一体化技术的推广成本；

b)推进传感器技术的发展。机电一体化设备要判断周边环境和自身状态，需要应用到大量传感器，由传感器收集相关数据经计算机处理分析后呈递给工作人员，让工作人员了解机械运转是否正常，是否有诊断和维修的必要。而在井下恶劣的生产条件下，各种高灵敏度的传感器的使用寿命非常短，必须进一步加强对于煤矿使用的传感器的研发，从而提高传感器的使用寿命和稳定性；

c)开发安全性和可靠性较高的通信模块。煤矿井下条件复杂，整个系统要保证有效运行必须进行数据通信，而复杂的环境条件会对数据通信造成各种干扰，不利于一体化技术的发展，因此必须发展配套的通信模块。推广建立煤矿井上下的物联网，实现井下实时监控，进一步推动煤矿机电一体化自动控制，做到井下无人操作。

4结语

煤矿机电一体化技术的存在提高了煤矿产量，保证煤矿的安全生产，为企业带来了更大的经济效益，是未来煤矿生产的必然发展趋势。未来煤矿机电一体化技术发展必须实现信息化、程序化和智能化，提高煤矿生产效率和质量。

参考文献：

［1］靳永清.煤矿机电技术一体化的应用解析［J］.中国新技术新产品，2015(7)：592-593.

［2］王守坤.浅析煤矿机电技术一体化的应用［J］.建筑工程技术与设计，2015(22)：1237-1238.

［3］潘建武.浅析煤矿机电技术一体化应用研究［J］.技术与市场，2014(11)：379-380.

作者：鲍进林 单位：霍州煤电集团晋北能化有限责任公司