机电一体化技术在井工煤矿生产中的应用

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摘 要：在我国的能源结构中，煤炭是最重要的组成部分，随着我国经济建设的不断发展，煤炭的运用及开采也越来越多。但我国的煤炭资源大多埋藏比价深，不宜采用露天开采的方式，而多采用井工开采的方式进行开采，在进行井工开采的过程中，随着深部作业的不断发展，地温、瓦斯、矿压等都在逐步的发生变化，这会使井下开采的难度系数不断增加，作业危险系数也会有所上升。因此，必须对现代化的机电一体化技术加以运用，在保障生产效率的同时也提高了作业的安全性，文章主要对机电一体化技术在井工煤矿生产的应用展开探讨。

关键词：井工煤矿生产；机电一体化技术；应用研究

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）17-0100-02

在煤矿机电一体化技术中，主要是将液压控制技术、电子技术、机械等进行有机的结合，使煤矿机械的各项操作和使用性能都得到了不断的改进和提高，如可靠性、经济性、安全性、操作性、舒适性等，同时其作业效率、作业精度、拆除安装、使用寿命、后期维护等也得到了改善。目前，在我国的煤矿机械中以微处理器或微机为主要核心的电子控制系统已得到广泛运用，煤矿机械的很多领域都受到了电子控制技术的影响，如采煤机、提升机等，采煤机主要采用PLC系统和变频控制系统；提升机主要采用PLC系统，上述技术都可以实现对煤矿机械的在线监控，准确及时的做出故障报警及自诊等。

1 机电一体化技术在井工煤矿生产中的主要作用

1.1 有利于生产效率的提高

机电一体化煤矿机械的运用，极大的改变了传统的落后煤炭开采方式。大量自动化的新型电子设备的运用极大的改变了煤矿开采的作业模式，减轻了人员操作的工作强度，使劳动生产效率得到了大幅的提升。

1.2 有利经济效益的提高

在煤炭的开采过程中，对煤矿机电一体化技术加以运用，使煤炭开采效率得到了大幅的提高,使煤矿开采企业的经济效益也得到了改善，矿工也可以得到更多的劳动收益，有利于矿工生活质量的改善。同时，它还可以带动相关行业的发展，为地方经济的发展起着极大的推动作用。

1.3 有利于安全保障系数的提高

在传统的煤矿开采作业环境中，其条件十分的恶劣，通常是在充满煤尘、潮湿的环境中进行高负荷、长时间地工作，使井下员工的生活质量及身体健康受到极大的影响。机电一体化采煤机械的运用，可以大大减轻煤矿开采工人的工作强度，同时还降低了危险事故的发生几率,减少了职业病及工伤的发生，有效保障了矿工的生命及财产安全。

2 机电一体化技术在井工煤矿生产中的主要应用

与实践

2.1 实现在线监控、故障自诊及自动报警

采用机电一体化技术可以对煤矿机械的运行状态进行全线的在线监控，若出现了故障便可以自动的进行报警，并及时的诊断出故障的具体发生部位，大大简化了设备的检查维护工作，也节省了机械的使用维修费用，停机维修的时间也得到了极大的缩短，从而有效提高了机器的正常运作效率，延长其使用寿命。

2.2 在供电中的应用

在煤矿开采供电系统中需要具备以下特点，即可靠性高、质量保障、满足大功率机械设备的使用要求，因此，必须对节能型产品加以运用和推广。机电一体化技术的运用，在高压开关柜中选择使用寿命长、维护量小的真空类开关，并选择就地补偿与集中补偿相结合的方法来提高功率，有效减少无功电流及无功功率的损耗。

2.3 在采煤机中的应用

采煤机中对机电一体化技术的应用主要有电牵引式采煤机。该种采煤机械具有极好的牵引性能，可运用于对大倾角煤层的开采。其主要优点有：在牵引电动机的轴端进行制动器的装设，停机时可以有效防止机器出现下滑，保证了其运行的安全可靠性；其元件不易发生磨损，有效的延长了使用寿命，后期维修费用少，且具有良好的动态性能，反应灵敏；该采煤机的结构简单，使用效率高。

2.4 在提升机中应用

目前，煤矿机电自动化、一体化技术运用的技术水平最高的就是矿井提升机。全数字化的交直流提升机的运用，特别是内装式提升机的运用，在结构上可以让驱动与滚筒进行有机结合，使机械设备的结构得到了极大的简化，并能充分的将自动控制、机械、计算机、电力电子等进行了综合式的运用。同时，其全数字化的总线方式，使电器安装得到了大大的简化，硬件配置也极其简单，实现了相互间的兼容。

2.5 在支护设备中的应用

在煤矿综合机械化采煤工中液压支架是主要的支护设备，目前电液控制也取得了一定的发展，将液压控制技术与计算机技术进行有机的结合，开发成组自动式移架及定压双向式邻架，避免对支架及顶板产生过多的冲击载荷。乳化液泵站主要是对液压支护设备加以运用以提高液压的支护装置，该装置具备大流量、高压的供液能力，并可以依照现场的用液量进行自动化的调节。我国目前所使用的智能型乳化液泵站系统，可以对油箱内的油位高度进行自动检测，并实现自动的配液，有效的实现对液位的自动调控，同时其还具备乳化液浓度的自动校正、乳化液浓度的在线检测、自动的定时反冲洗、实际用液量的监控等多项功能。

2.6 在掘进机中的应用

目前，许多的煤矿开采都广泛运用了机电一体化的掘进机械，在电气部分主要运用的是具有隔爆及安全性能较高的矿用开关箱、操作箱、电铃、压扣控制按钮、照明灯、电动机、传感器等，构成了整个掘进设备的电气系统。

2.7 在带式输送机中的应用

在井工煤矿的生产过程中，需要运用带式输送机进行连续性、长距离的煤炭输送，同时还必须具备运行性能良好、可靠性高、输送量大、自动化、效率高等特点，而电机一体化技术在带式输送机种的运用，便可以满足上述条件，且日益成为井下原煤输送的关键性运输设备。目前，运用较为广泛的是液、电、机、一体化的可控软启动CST装置，其具备平滑起动、运送惯性大、载荷高等的特点。

3 煤矿机电一体化技术在井工矿煤生产中应用的

主要发展趋势

3.1 煤矿机器人的研究及开发

为了更好的适应我国深煤矿井的开采需要，煤矿机器人将成为煤矿机电一体化技术的主要开发方向。随着经济建设的不断发展，对能源的需求量也日益增加，而煤炭的开采量也会进一步加大，开采能力及技术也需要不断的进行提高。在对深矿井进行开采的过程中，其地温高、瓦斯含量高、地压大，人体是难以承受的，再加上在地压的影响下，巷道会发生严重变形，突水频度也会加大，极易引起其他安全事故的发生，因此，用机器人开发和运用，让其进行井下作业，将成为必然的发展趋势。

3.2 开发具有自主知识产权的核心技术

虽然我国制造的机电一体化机械设备在运用过程中，取得了不错的经济效益和社会效益，但其他发达国家相比还存在着一定的差距，我们必须大力开发有着自主知识产权的核心装置及核心技术，不断提高产品设备的通信功能,实现其综合自动化的发展需要，并不断对微机及微处理器加以运用，开发出可以进行矿井健康工况监测的检查设备，以不断适应各种新形势的发展，在激烈的市场竞争中占据有利地位。

4 结 语

随着采煤技术的不断发展及深部采煤作业的不断增加，对采煤设备的机械性能也有了越来越高的要求，这也促进着机电一体化技术在井工矿煤生产中的不断应用及发展。目前，各项高新技术如光纤、网络、生物工程、人工智能等，已得到广泛运用及发展，并不断向机电一体化技术中渗透，使机电一体化的机械设备性能更加优越、功能更加强大，智能化的程度也越来越高，不断促进我国深矿井采矿技术的发展。

参考文献：

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