浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用

浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用

牛学坤

盘州市能源局 贵州 561601

摘要：我国社会经济的发展离不开以煤矿为代表的能源产业，在现代技术飞速发展的情况下，煤矿机械化生产已成为常态。而近年来先进的机电一体化技术以更高的应用价值而被应用到煤矿产业之中，带动了传统煤矿产业的技术转型和发展。机电一体化技术在煤矿开采行业中的应用，促使该产业逐步实现了自动化和智能化，对提升煤矿产业生产品质、效率和安全都有关键意义。

关键词：机电一体化；煤矿机械；应用

煤炭在我国的能源结构中还占据着很大的比例，对促进经济发展和保证能源安全发挥着重要作用，最近一些年对煤炭的需求量还保持增长状态，煤矿生产效率的提升离不开一体化的机电技术，对提升生产效率、降低劳动强度和保证安全生产等方面有着积极的作用。采煤机已经从原来的液压牵引转变为电牵引方式，液压支架的微机控制技术、故障诊断技术等都已经应用到机械设备中，煤矿设备的机电一体化技术已经取得很大的进展，但与世界先进的采煤设备还存在着一定的差距，需要加强对采煤机械设备一体化技术的研发，更好地为我国煤矿生产服务。

1机电一体化技术的论述

机电一体化是一种交叉集成的技术，结合了包括机械、电子、计算机和信息技术等多种技术。机电一体化是一种新兴的集成技术，它将计算机和电子技术引入机械的主要功能、动力功能和控制功能当中，并将机械设备，电子设备和软件等技术相互融合，形成了相互交叉的一门综合性的新兴技术。其实质不仅是利用电子技术来取代或者简化机械功能，重点是将机械系统，微电子学和计算机技术，信息技术构成了完美的系统。机电一体化技术具备以下优点：使使用的安全性和可靠性提升，并使性能更卓越。机电一体化产品均具备自动监控、诊断和报警等功能，对步骤进行了极大的优化且灵活方便；应用范围广，生产率高，工作效率高。机电产品的不同功能对于场合和领域的适应性较强，具有很强的适应能力，大大提高了控制以及检测的灵敏度和准确性；机电一体化产品它复合功能强，同样具备调整和维护的功能。，其自动检测和自动监视功能可以自动采取措施来应对工作中面临的故障进行防护，使得工作能够顺利开展。

2机电一体化技术在煤矿机械中的具体应用浅析

2.1掘进机

掘进机是现代煤矿生产的重要设备之一，其电气系统构成比较复杂，包括了隔爆照明灯、安全操作箱、矿用隔爆本质安丘按开关箱等。电气系统和充分配合液压系统，驱动掘进机械设备进行掘进作业。在掘进机的控制系统当中，对主控制器的操控和对故障信息的记录，都是确保掘进作业正常进行的关键。以机电一体化技术为核心的掘进机主要具有三大优点：其一是其具有功能强大的显示性能，通过高清显示屏能将设备系统工作状态、周边环境信息详细显示，便于操作者或管理者了解和分析；其二是其保护功能非常健全，可以充分确保设备及工人安全；其三是其具有比较紧凑的结构，可以适应井下狭小空间的掘进环境。机电一体化技术在掘进机中的应用，首先可以利用RS485通讯实时获取操作箱控制信号，再利用相关程序来自动化控制继电器。同时，还可以对电机温度、电流互感器信号进行接收和分析，基于自动化控制系统来保证电控系统稳定性。一旦掘进机任何部位出现故障，传感器及相关程序会迅速判断故障类别，做出有效应对，并分析和提供故障原因信息。

2.2采煤机

采煤机是煤矿开采作业中最不可或缺的机械设备之一，其生产效率直接决定着煤炭的产量，也影响着煤炭企业的经济效益。就目前来说，机电一体化技术在采煤机中的具体应用主要体现在电牵引采煤机制造上。这类新式的电牵引采煤机相较于传统的液压牵引采煤机而言不仅可以克服采煤机工作中的各种阻力，且还有着重量轻、体积小、尺寸小等优势。此外，电牵引采煤机还有着良好的制动性。如若煤层出现大倾角，有着制动性的采煤机由于其所设定的动力矩大于额定转矩便可以达到防滑的效果。再者，电牵引式采煤机的稳定性极好，且使用寿命也较长。这主要是因为电牵引式采煤机在运行中除了会损伤到电刷与整流子外不会对其它元件产生明显的磨损。如此，其工作过程便可得到充分保障，发生机械故障的几率亦较低。总的来说，机电一体化技术在采煤机上的应用极大地方便了煤矿开采工作，继而为工作效率的提高提供了有利条件。

2.3提升机

煤矿生产自动化水平的提升，可以减少矿业工人的劳动量，提高煤矿资源的生产率，也可以防止操作人员水平和经验不足，对生产精度造成影响。比如，薄煤综采设备采用液压支架电液控制系统，通过控制程序对支架动作进行控制，保证支架可以在无人操作的情况下运行，操作人员可以采用远程操作或者自动运行方式。交-直数字化提升机是煤矿机电一体化典型应用，把驱动装置与滚筒进行结合，采用了电力电子技术、自动控制技术、通信技术等，总线通信方式将提升数学信号的传输质量，不再采用传统的继电器控制，有效地简化了电器元件的数量，有着很高的可靠性。提升机的硬件具有很好的通用性，通信协议也可以实现兼容，配置起来更为简单。国内研发的数字化交-直提升机，控制核心采用双处器方式，可以更好地保证提升机的运行稳定性和可靠性。

2.4安全系统

作业人员的安全与否是确保煤矿生产过程是否可以顺利生产的关键所在，因此，将机电一体化技术充分应用到煤矿作业的安全生产检测和安全生产监控中也是煤矿企业重要的研究方向，亦是煤矿生产的典型标志。尽管对于我国而言，煤矿的安全生产检测与监控系统的研发起步较晚，但机电一体化在这其中的应用仍然十分明显。我国自主研发的kj95系统与kj90系统都是典型代表。这类监控系统在工作中既可以快速找到故障的具体发生环节，为工作人员发出警报，也能为检修人员寻求故障原因与位置提供便利。可以说，安全监控系统的存在可以为设备的正常平稳运行提供保障，也可以减少设备维修的耗时。更为重要的是，随着科学技术的发展，煤矿机械中的安全生产与监控系统也逐步实现了智能化，这也极大地增加了煤矿生产的安全率。

2.5带式输送机

国内开展的煤矿机电一体化重大技术项目，已经使得煤矿设备自动化性能和智能化性能得到很大的提升，带式输送机是煤矿生产的重要设备，长距离、大功率的矿井带式输送机已经得到了很大的突破，已经开发出多种类型的带式输送机，比如，成套长距离大倾角带式输送机，可伸缩式巷道带式输送机等，对重要的控制元件和核心元件进行了深入地理论研究，很多关键部件已经研发成功，利用PLC控制器、变频器等装置来现实输送机的CST软启动控制，两台皮带运输机可以通过一台或多台CST来实现控制，实现长距离、大运量的控制，也可以对输送机进行良好的制动控制，将行星齿轮减速器、液力耦合器等先进的设备应用到皮带输送机中，使得输送机具备良好的控制性能和动力性能。

3结语

综上所述，机电一体化技术在当前我国多个产业中都得到了广泛应用，在提升生产效率、生产品质和安全水平方面都有积极意义。对于国家和社会发展至关重要的煤矿产业而言，需要利用机电一体化技术进一步实现技术升级，避免传统生产模式下效率低、风险高、环境破坏大的问题。通过分析可以发现，机电一体化技术在煤矿机械中的应用，可以实现矿井巷道掘进、采煤、输送等环节的高度自动化生产，不仅可以提升企业效益，充分保证生产安全，还具备着生态环保的重要意义。

参考文献

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[3]朱林约.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2019(28)：4257.