煤矿机电技术一体化应用探讨张洪

煤矿机电技术一体化应用探讨张洪

张洪

（中煤第三建设集团机电设备安装工程有限责任公司安徽宿州234000）

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

机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合，具有技术、经济及社会效益。机电一体化在煤矿系统的应用，很大程度上降低了煤矿生产的劳动强度，改善了煤矿工作环境和安全系数，提高了煤矿系统的劳动生产率，对煤炭行业的发展有着积极的促进作用。

1煤矿机电技术中一体化的作用

1.1实现煤矿生产安全系数的提升

机电一体化生产在某种程度上意味着人工体力劳动量的减少。煤矿作为各类型行业中最为危险的行业类别之一，每年均会出现不同程度的安全事故。因此，运用接卸替代人力作业，不仅能够实现安全事故在发生概率方面的显著降低，而且即使发生了安全事故，也不会导致较大程度的人员伤亡事故。此外，井下开采环境多变、条件多样，煤矿井下工作面中到处都弥散着粉尘与瓦斯。长时间处于此种环境，往往会给矿工的身体健康造成十分严重的危害。而采用机械自动化作业，能够有效规避与解决此现象，从而提升煤矿生产的安全系数。

1.2提升煤矿生产效率

当前，煤矿企业在生产方式上已经逐渐从以往的人力转变为机械化，以此提升煤矿生产效率。机械化替代人工劳作，能够在繁重的机械劳动中将人类解救出来，进而实现人力资源的合理配置与优化。如若人力长时间处于工作状态，会产生排斥性的疲劳感。但是，机械不会出现此状况。只要对自动化机械定期开展各种保养维护工作，机械能够长时间处于高强度运转状态，其生产力是人力的成百上千倍，因此能够大幅提升煤矿生产效率。

1.3提升煤矿企业经济效率

运用机电一体化技术，能够实现煤矿人力使用的大幅降低。运用机器所花费的成本相比于人力成本，要明显低于后者。企业在运用一体化技术实现产量提升的同时，还能够达到人力成本有效降低的目的，在某种程度上也可以理解为创造了更多的经济效益与价值。

2煤矿机电一体化技术的应用

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采煤机

当前，我国诸多煤矿均已应用了综合机械化采煤系统，此乃煤矿机电一体化技术持续发展与转入实践的成果体现。现阶段的综合机械化采煤系统，已从以往的液压牵引式，经演变与更新，成功脱变为电牵引式。采煤机系统的发展主要带来了如下优势：（1）当遭遇大倾角煤层时，同样可正常工作，采煤机不会出现下滑状况；（2）所运用的自动控制系统，能够对设备各项运行参数进行实时检测，有些还可达到智能化、自动化调整，进而确保综采系统始终处于高效运行状态；（3）随着自动化水平的提升及范围的拓宽，其所带来的乃是综采系统在结构上大幅精简，大大提高了系统运行的可靠性与安全性，且设备能够在较恶劣的环境中长时间工作而不用对其进行维修，提升了经济效益；（4）自动控制系统能够对综采系统各环节进行综合性协调，进而提升工作效率，为煤炭产量提升提供保障。

2.3掘进机

把掘进机当作掘进巷道的核心机械，乃是我国多数煤矿的普遍做法。运用低浓度甲烷传感器、三相异步电动机、开关箱、矿用隔爆安全型操作箱、照明灯及电铃等设备，组建系统化的掘进机系统。此系统乃是整个掘进机中核心性电气结构，通过与液压系统之间配合工作，实现整个系统的常态运作，进而达成机电液一体化。

2.4支护设备

煤矿支护设备在液压支架中较为多用，此外还有电液控制，但均具有相同的工作原理，即均采用双向邻架定压或自动移架成组，以此最大化降低对顶板与支架所产生的冲击。液压装置要想处于工作状态，必须有高压液体，而此设备便是专门提供高压液体的核心装置。智能化配液系统与供液系统，对于乳化液泵站装置在供液能力方面的提升具有重要的促进作用。在乳化液泵站装置上，当其配置有较高灵敏度的传感器时，不仅能够对乳化液浓度及高低液位校正自动控制，而且还可对其实时检测。当存在异常状况时，自动报警，确保支护设备始终处于正常的运作状态，从而为井下工作面安全提供充足保障。此外，将其结合电控运用，能够自动控制支架；将其结合于采煤机，可使工作面在无人操作的情况下正常运作。

2.5矿井安全生产监控系统

最能体现煤矿机电一体化技术之一的是矿井安全生产监控系统。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了大规模地对国外煤矿监控技术的考察和引进工作，不仅推动了国内监控技术的发展，而且还从法国、波兰、德国、英国和美国等先后引进了一批安全监控系统（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion2200），经过消化、吸收同时又结合我国的实际情况，研发出KJ2、KJ4等安全生产监控系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，我国紧跟世界监测监控系统的发展趋势，自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等。它们的主要特点有：测控分站的智能化水平进一步提高；可与网络连接；系统软件采用了Windows操作系统。而且，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全章程等有关条款的指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。此后，更多的监测监控系统生产厂家如雨后春笋般不断涌现，这不但为各煤矿提供了更多的选择，也促进了各厂家产品质量和服务意识的提高。通过长时间的实践，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

3我国煤矿机电一体化技术发展趋势

3.1明确我国煤矿机电一体化产品未来脉络

明确我国煤矿机电一体化产品未来脉络，使其呈通用化、规范化、标准化方向发展。市场中充斥着数目庞大而又种类繁多的煤矿机电一体化产品，但各类型设备之间难以形成通用，限制了煤矿企业的选择趋向与余地，使得企业仅能选择某个企业所生产的配套产品，某种程度上造成机电一体化技术在推广成本方面的增加。

3.2加大传感器技术的研发

机电一体化设备要想对自身状态及周边环境进行准确判断，需运用诸多传感器完成各类数据的收集，并经过计算机分析处理传送至工作人员。工作人员通过所得数据对机械运转正常与否及是否有维修与诊断的必要进行判断。由于井下条件恶劣，高灵敏度传感器具有较短的使用寿命，因此需强化矿井专用型传感器的研发工作，提升传感器的稳定性与使用寿命。

4结语

随着科学技术的迅猛发展，机电一体化技术已经逐渐渗透到煤炭开采的各个环节中。当前高度智能化、信息化的一体化采矿设备具有操作、维修、养护便利、体积小巧便于移动、安全系数高、兼容性强、灵活易控等特点，将工人从高强度的机械劳动中解放出来，为进一步实现人力资源的优化配置、有效提高煤矿生产的安全系数与实际效率、节约人力成本、实现经济效益最大化打下坚实的基础。

参考文献：

［1］王晴．我国煤矿机电技术的发展现状研究［J］．科技创新与应用，2012（13）．

［2］王丹，于涛．有关煤矿机电一体化的应用与发展探究［J］．科技致富向导，2012（11）．