關于煤礦機電一體化技術的實踐探討

李 偉

（山西焦煤西山煤電西曲礦，山西 太原 030200）

機電技術一體化是一種綜合性的高科技技術，集中了電氣工程、計算機技術、機械工程、信息技術，因此又被稱為機械電子工程。社會發展中，加快了煤礦事業的創新發展進程，促使煤礦機電設備技術應用進入到了全新的發展時期，向著一體化、自動化的方向提升技術應用的效果，為煤礦企業創造更高的經濟效益，提升煤礦企業的綜合實力。

1 煤礦機電一體化技術的重要性

1.1 優化了煤礦機械設備的運行效率

在煤礦機電一體化技術的應用過程中，電子技術機械設備和液壓控制技術等相互融合，運用到了煤礦生產中，在一定程度上提高了煤礦機械設備的運轉效率，強化了煤礦機械設備的安全性能，放大了其經濟效益、生產效益，可靠性、安全性均有所提高。另外，煤礦機電一體化技術的應用提高了機械設備作業的效率和精度水平，改進了機械設備運行過程中存在的不足之處，即使在后續的安裝、拆除、維修等環節，也可以創造便捷的條件，實現在線監控。

早期發現故障問題，實現自動報警、自我診斷，改善了機械操作人員的工作壓力，優化了工作環境、工作條件，機械設備的運轉效率大幅度提高，實現了節能、高效運轉的目的，機械設備的使用壽命也因此而延長。在機電一體化技術的應用過程中，煤礦生產活動中的各項設備設施均實現了高效運轉，節約了生產成本、機械設備的管理成本，取得了突出的技術應用效果[1]。

1.2 提高了生產效率

在煤礦機電一體化技術的應用過程中，煤礦企業引進先進的機電一體化產品，提高了生產效率，促進了煤炭產量的提升，因為在機電一體化技術的支持下，煤礦機電一體化技術的應用代替了傳統落后的生產作業模式，人員操作的勞動量大幅度減少，因此生產質量、生產效率均得到了提升。在機電一體化設備的支持下，進行采掘任務、運輸活動，礦工的體力勞動不再繁重，降低了事故發生風險，營造了安全的環境，提高了煤炭生產的質量，助力企業經濟效益的提高。

特別是煤礦機電一體化技術可以構建安全生產的監測系統，保證安全生產、高效生產，加強對礦工人身安全的保障，是對煤礦企業經濟效益加強保障的有力措施。這說明了煤礦機電技術一體化為煤礦事業的發展帶來了無法預估的效益，機電一體化技術可以創造理想的經濟效益、社會效益，機電一體化系統構成見圖1。

圖1 機電一體化系統構成

2 煤礦機電一體化技術的具體應用

2.1 更新先進技術、設備

在煤礦機電技術一體化的應用和實踐探索中，加強對先進的技術設備的引進，將國外的一體化技術和設備運用到我國的煤礦事業發展中，提高設備的質量，優化設備設施的性能，進一步地升級生產設備和工藝技術手段，可以使煤礦生產的各個環節均向著機電一體化技術的應用方向探索，提高技術開發水平、應用效能。和國外的先進機電設備技術應用相比，我國的技術、人才、管理等方面，存在一定的落后之處，和先進的世界級水平相比，具有一定的差距。

因此為了提高煤礦機電技術的應用效果，我國的煤礦事業發展中引進煤礦機電技術時，需要進一步的加大投入，將先進的設備、技術引進到國內的應用實踐中，鼓勵企業加強對先進的裝置、技術、設備、專利產品、核心技術的研發。關注國內外的高新信息，在煤礦機電一體化產品的開發應用中，引進高新技術，提高煤礦生產技術的現代化水平，達到自動化生產的目標，為企業的綜合自動化長遠發展夯實基礎。

2.2 采煤機中應用機電一體化技術

近些年來我國的科學技術快速發展，針對國內外的交流活動也愈發頻繁，煤礦生產中引進國外的先進技術，加強對機電一體化技術的應用和探索，需要經過全體人員的共同努力。在采煤機中應用機電一體化技術，需要在具備牽引性能機械設備的升級等方面加強關注，我國煤礦綜合機械化采煤工作面中應用國產的新型采煤機，已愈發普遍。電牽引采煤機的牽引特性更具優勢，代替了液壓牽引采煤機，在大傾角煤層中適用性強，結構具有緊湊性，使用周期長，因此逐漸替代了液壓牽引采煤機。在煤礦機電技術一體化的應用和實踐中，增強采煤機的應用效能，提高采煤機設備的運行質量和應用效果，為我國的煤礦生產活動高效、安全的展開，提供了切實的支持和保障[2]。

2.3 礦井提升機中應用機電一體化技術

在煤礦生產中，礦井提升機是一種大型設備，集中了多個結構，例如內裝式提升機，將滾筒和驅動合二為一，改造了原有的緊湊度不足的結構問題，提高了生產質量、生產效率，這充分的體現了煤礦機電技術一體化的優勢。在礦井提升集中運用煤礦機電技術，構建起一體化的礦井提升機，集中了計算機自動控制電子技術、機械技術和電力能源，充分的體現出了機電一體化技術的功能。

2.4 礦井運輸設備中運用機電一體化技術

隨著我國煤氣的現代化發展，采煤機的功率出現了大幅度增長的趨勢，與采煤機大功率發展相互配套的運輸設備也需要提高功率水平，向著高強度、高可靠性的方向，提升設備的運行性能，實現大功率的升級和轉型。在煤礦機電技術一體化的應用和實踐中，礦井運輸設備也取得了明顯的進步，例如長距離帶式輸送機、煤礦井下大功率輸送機等技術研究和新產品的研發，取得了明顯的進展。在長距離帶式輸送機和大運量重機的應用中，利用到了機電業一體化的CST技術，在燃氣裝置當中，發揮出了該技術的先進優勢，在一體化的結構下，對帶式輸送機驅動過程中面臨的困境問題進行了改進。

2.5 礦井安全生產檢測與監控

自20世紀90年代以來，我國就開始在先進的監控系統開發和應用中加強了投入力度，緊跟國外的潮流趨勢，加強自主研發，對監控系統進行不斷的改造升級。在煤礦事業發展中，KJ90系統以及KJ95系統分別是煤炭科學研究總院重慶分院和常州自動化研究所所研發的，這兩個系統中的操作技術先進，具有自動化的監控功能，對分站監控的模式進行了升級。在礦井安裝和監測活動中，機電一體化技術應用取得了良好的技術應用效果，向著世界先進水平升級監控系統，機電一體化系統功能結構見圖2。

圖2 機電一體化系統功能結構

2.6 礦山壓縮空氣設備中應用機電一體化技術

我國的機械工業快速發展，工業噴油技術愈發成熟，在機械加工中生產水平持續提高，改進了轉子型線，在壓氣設備中利用螺桿式空壓機已愈發普遍，螺桿式空壓機中，智能控制系統是關鍵的構成部分。這是機電一體化技術應用和支持下建立起的智能控制系統，可以顯示螺桿空壓機的運行狀態，包括停機顯示、過載顯示、氣壓和油壓的顯示等，作為保護系統，可以加強對空壓機的監督和保護。當出現電動機過載或排氣溫度過高以及錯相、缺相等問題時，智能控制系統可以發揮出保護功能以及增值功能，進行故障診斷、遠程通信。在警示方面，智能保護系統具有不可替代的作用，在礦山壓縮空氣設備中利用機電一體化技術，建立起了智能化的控制和保護系統，強化了生產安全[3]。

3 煤礦機電一體化技術發展趨勢

3.1 智能化

機電一體化和傳統的機械自動化相比，最主要的區別就是其智能化的優勢，未來機電一體化技術的發展仍舊還需要不斷的探索，在煤礦事業的發展中，機電一體化技術應用要逐漸向著智能化的方向優化性能。在傳感器系統集成化、智能化的建設方面進行進一步的改進，嵌入智能控制算法，為機電一體化產品向煤礦事業當中的智能化應用提供支持。智能機電一體化產品的開發和使用中，要發揮出人類智能模擬的功能，形成判斷推理、決策邏輯思考的能力，代替煤礦生產中部分腦力勞動[4]。

3.2 系統化

煤礦機電一體化技術應用未來要向著系統化的方向集成技術優勢，系統體系結構的變化是系統化最明顯的表現特征，在開放式和模式化的總線結構中，實現靈活組態，任意進行系統的裁剪和組合，實現綜合管理。將多系統之間構建起協調控制的關系，增強通信性能，要實現遠程聯網、多系統通信聯網，采用生物系統對機電一體化的產品進行開發應用。

3.3 模塊化

煤礦機電一體化技術應用和發展，未來要向著模塊化的方向開發相關產品，使用模塊化的機電一體化產品，提高煤礦生產的效益，模塊化是一項艱巨的任務，也是一個系統的工程。因為在煤礦機電一體化技術的應用過程中，生產和開發機電一體化產品的廠家繁多，機電一體化產品的類型各有不同，在信息接口產品、動力接口產品、電氣接口產品、機械接口產品中，涵蓋了復雜的程序。因此要向著模塊的方向推進機電一體化技術的發展，制定與煤礦產業相符的機電一體化技術標準、產品標準，使各單元、各部件之間能夠形成相互匹配的關系。企業在生產機電一體化的產品時，明確標準單元，可以迅速地進行新產品的開發，擴大生產規模，滿足煤礦機電一體化技術應用和發展的需求[5]。

3.4 綠色化

可持續發展理念下，各個行業均加強了對可持續發展和綠色化、環?；砟畹慕庾x、分析，在煤礦機電一體化技術的應用中，同樣需要向著綠色環保的方向探索。因為工業建設水平持續提高，在工業發達的形勢下，人們有了豐富的物質生活，但是這也對生態環境造成了破壞，減少了生態環境中有限的資源量，并且對生態環境造成了污染。煤礦機電一體化技術未來的發展，要向著綠色化的方向開發和設計綠色產品，引進綠色產品，適應時代的潮流和趨勢。

從煤礦機電一體化技術應用的產品設計、制造、包裝、運輸、使用、報廢等整個生命周期，貫穿綠色化的思想，降低對生態環境造成的危害，保護生態環境，提高資源利用效率。在煤礦機電一體化技術產品的開發和應用過程中，要以不污染生態環境、提高資源回收利用效率為目的，向著綠色化的方向，探索明確煤礦機電一體化技術的未來發展趨勢，向著可持續化發展的方向不斷前行[6]。

4 結論

綜上所述，煤礦機電一體化技術應用為我國的煤礦綜合自動化發展奠定了基礎，是提高企業經濟效益、管理效能的關鍵支撐技術。煤礦機電一體化技術的應用和發展要持續的拓寬覆蓋面，明確未來的發展趨勢，將煤礦機電一體化技術的功能最大化，助力我國的長遠發展、可持續運轉，提高我國的綜合生產力水平。