機電一體化技術在煤礦機械中的運用

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摘要：闡述了機電一體化技術的概況，介紹了該技術具有在線監控及診斷、提升煤礦機械自動化水平、降低能耗的優點，為煤礦機械今后的發展和推廣提供一定的借鑒與參考。

關鍵詞：煤礦機械;機電一體化;應用分析

伴隨現代科技水平的不斷增長，機電一體化技術在各行各業中的應用不斷增加，其中在煤礦機械中的使用極大地推動了煤炭產業的發展。國家經濟發展對煤炭需求日益增多，其對現代化高科技煤炭生產設備需求也日益增多，通過機電一體化技術的有效應用，煤炭生產設備的性能獲得顯著提升，極大提升生產效率的同時也進一步增強了生產安全性，獲得了顯著的社會與經濟效益。

1機電一體化技術概況

對于煤炭產業而言，機電一體化技術主要應用于煤炭生產、巷道挖掘等設備的裝配中。隨著其在國內煤炭生產中的不斷推廣，使煤炭產業整體實力顯著提升的同時也讓煤炭產業走上了安全、高效、潔凈的綠色發展道路，為降低能耗優化產業結構的信息煤炭工業格局奠定了堅實的根基。機電一體化技術別稱機械電子工程學，是一項涉及眾多學科領域（微電子技術、機械技術、信息技術、液壓技術、自控技術等）的綜合性技術。其最早在煤礦機械中的應用源于20世紀70年代的機械一體化技術，隨后伴隨電子信息科技的飛速發展，特別是傳感技術、信息傳輸技術與微型計算機技術的發展，使得機械一體化技術同電子信息技術相融合，發展成為機電一體化技術，并推動了煤炭、鋼鐵等眾多行業的生產改革[1]。由于受限于井下復雜多變且十分惡劣的生產作業環境，煤礦機械設備必須擁有經久耐用、操作簡單、能耗小且安全性能良好等諸多特點。因此，為確保實現生產的安全持久，煤礦機械中廣泛引用了機械液壓技術與微電腦控制技術相結合的機電一體化技術，其中井下生產安全監控系統就是最具代表性的典范。煤礦井下生產的效率很大程度上受煤礦機械自動化水平的影響，機電一體化水平對井下作業質量、生產效率及設備使用維護等意義重大。現階段機電一體化技術已成為煤礦日常生產所不可或缺的重要支撐力量，不斷加強對相關技術的研究，探尋其在煤礦井下生產中更為廣泛的應用是推動煤炭企業長久持續發展的必然舉措。

2煤礦機械中機電一體化的優勢

2.1在線監控、故障診斷與自動報警

在線監控是指借助機電一體化技術對井下作業機械的電動機、液壓系統、傳動裝置、制動裝置等運行狀況進行在線監測與遠程控制；故障診斷與自動報警是指在對井下作業機械運行狀態進行監測時，通過實時數據與設定合理數據的比對，發現異常狀況后能夠自主對故障位置及故障原因進行診斷，并及時向設備維護人員發出故障警報，促使其立即解決問題[2]。這種方法不僅能夠大幅削減設備維護人員作業量，降低作業難度，提升井下作業效率，同時還能夠優化故障排除用時，提升設備使用壽命，實現礦井經濟效益的提升[3]。下頁圖1所示即為基于機電一體化技術的煤礦機械線監控、故障診斷與自動報警系統結構示意圖。

2.2提升煤礦機械設備自動化水平

對于煤礦井下生產而言，提升其作業的自動化水平不僅有助于改善作業環境，降低井下作業人員勞動強度，提升井下生產效率，同時還能夠充分避免設備操作人員經驗不足導致的誤操作對生產的不利影響。以東峰礦2011年引進的厚煤層綜采設備為例，設備采用先進的電液控制系統，借助微型中央電腦對設備作業時的各個動作進行實時的精細化操控，能夠有效保障操作的連續性與準確性，同時還能夠降低回采面作業人員數量，降低安全風險[4]。

2.3降低能耗，提升作業效率

機電一體化技術在煤礦機械中的使用有助于降低礦井生產能耗，實現井下作業效率的顯著提升。以井下生產中常見的通風設備、運輸設備為例，借助可編程邏輯控制裝置與變頻技術，不僅能夠實現對設備的遠程操控，還能自行依據實際進行功率調配，大幅削減能耗[5]。根據相關資料統計，通過在煤礦機械設備中推廣普及變頻技術與使用可編程邏輯控制裝置后，井下生產作業設備能耗普遍減少達30％，同時生產效率提升20％以上。圖2所示即為采用PLC變頻控制技術的煤礦通風系統構造示意圖[6]。如圖2所示礦井通風節能系統借助先進的工業自控、變頻、通訊等技術，能夠實現對井下通風網絡的自動尋優調控，不僅能夠大幅降低能耗，還能顯著提升設備使用周期，而且整個系統兼具的預警與保護功能，使得井下作業的安全性大幅提升。

3結語

隨著社會的進一步快速發展，煤炭企業對機電一體化技術的應用也提出了更高的要求，煤炭企業技術人員應當在生產中積極探索，結合新型科學技術深入推動機電一體化技術在煤礦機械中的應用水平，從而為進一步推動煤礦企業長久持續發展，提升煤礦企業生產安全性。

作者:張軍峰 單位:蘭花集團東峰煤礦有限公司

參考文獻:

[1]魏娟.機電一體化及其機械系統的設計特點[J].煤礦機械，2001（7）：17-19.

[2]劉祥斌.機電一體化在煤礦工程機械控制中的應用[J].煤炭技術，2011（6）：18-20.

[3]王瑞清.煤礦機械中機電一體化技術的應用研究[J].煤炭技術，2013（3）：23-24.

[4]岳鳴飛，馬福喜.機電一體化在工程機械上的應用與發展[J].內蒙古煤炭經濟，2013（9）：4；6.

[5]方媛，卞奕明，李艷平.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用[J].煤炭技術，2012（7）：34-35.

[6]王艾軍.“機電一體化”技術對煤礦機械的影響[J].山西焦煤科技，2014（S1）：127-128.