机电一体化在煤矿运输机械设备中的应用

机电一体化在煤矿运输机械设备中的应用

袁亚雄

北京圆之翰工程技术有限公司  北京   100000

摘要：

本文讨论机电一体化技术在煤矿运输机械设备中的应用。首先介绍了机电一体化技术的发展过程和概况，然后探讨了该技术在煤矿运输中的作用和意义，包括生产效率提高、机械设备可靠性提高和安全性提高。接着详细介绍了机电一体化技术在煤矿运输机械设备中的具体应用，包括采煤机、掘进机、支护设备、安全生产监护检测系统和带式输送机以及辅助运输系统设备。最后，指出了机电一体化技术在煤矿运输中的变化趋势。

关键词：机电一体化  煤矿运输机械设备  煤矿设备

1机电一体化技术的发展过程

1.1技术历程

机电一体化技术的发展过程可以追溯到20世纪70年代，当时工业自动化开始成为一个热门话题。由于电子技术的迅猛发展，人们开始将电子技术与机械工程相结合，从而形成了机电一体化技术。在此之后，机电一体化技术在汽车制造、航空航天、医疗设备和家庭电器等领域得到了广泛应用。

随着计算机数控技术的成熟，机电一体化技术逐渐向“自动化”、“柔性化”、“智能化”、“集成化”、“网络化”、“信息化”等多方向发展，涌现出了各种新的理论、技术和设备。现代机电一体化技术已经不再是简单的机械传动和电气控制的简单叠加，而是通过信息技术实现了机械、电气、控制、仪表、传感、通信等各种技术的高度融合，形成了一种全新的智能化系统。

1.2技术概况

机电一体化技术是一种综合的技术，它主要包括机械设备、电气设备、传感器、执行元件、控制系统、通信系统等多种技术的综合应用。在实际应用中，机电一体化技术可以实现生产过程的自动化控制，从而提高了生产效率，减少了生产成本。同时，机电一体化技术还可以实现设备的柔性生产，根据不同的生产需求进行智能化的调整，提高了生产设备的适应性和灵活性。

此外，机电一体化技术还可以实现设备的远程监控和管理，通过网络技术实现设备的远程监控和管理，大大提高了设备的可靠性和安全性。当前，煤矿机电一体化的在线监测、自动报警与故障诊断系统构成如图1所示。

图1 煤矿机电一体化的在线监测、自动报警与故障诊断系统

总的来说，机电一体化技术的发展历程丰富多彩，技术概况也十分广泛丰富。随着信息技术的不断发展，相信机电一体化技术将会在更多的领域得到应用，并为人类社会带来更多的便利和福祉[1]。

2机电一体化技术在煤矿运输中的作用和意义

2.1生产效率提高

机电一体化技术可以提高生产效率。传统的煤矿运输设备多依靠人工操作，存在操作不稳定、效率低下的问题。而引入机电一体化技术后，可以实现设备的自动化控制和智能化管理，提高设备的运行效率和生产能力。例如，在煤矿运输中，可以采用自动化输送带系统和智能化控制系统，实现原料的自动装卸和运输，减少人力成本和提高生产效率。

2.2机械设备可靠性提高

机电一体化技术可以提高机械设备的可靠性。传统的煤矿运输设备存在着零部件磨损严重、易损件寿命短等问题，影响了设备的可靠性和运行稳定性。而引入机电一体化技术后，可以对设备进行智能诊断和预测性维护，实现设备的故障预警和自动化维护，延长设备的使用寿命和提高设备的可靠性。例如，在煤矿运输中，可以采用智能化传感器和远程监控系统，实时监测设备的运行状态和健康状况，及时发现和修复故障，保障设备的正常运行。

2.3 安全性提高

机电一体化技术可以提高煤矿运输的安全性。煤矿运输过程中存在着作业环境恶劣、安全风险高的问题，而传统的人工操作容易造成事故发生。引入机电一体化技术后，可以实现设备的远程监控和智能化安全管理，提高了煤矿运输的安全性。例如，在煤矿运输中，可以采用智能化监控系统和安全报警装置，实时监测和预警作业环境的安全风险，及时采取措施避免事故的发生，保障了煤矿运输的安全生产。

综上所述，机电一体化技术在煤矿运输中发挥着重要的作用和意义，可以提高生产效率、提高机械设备的可靠性和提高煤矿运输的安全性。因此，加强机电一体化技术在煤矿运输中的应用和推广，对提高煤矿运输的效率、安全和可靠性具有重要意义[2]。

3机电一体化在煤矿运输机械设备中的应用

煤矿是我国能源工业的重要组成部分，而煤矿运输机械设备在煤矿生产中起着至关重要的作用。机电一体化技术的应用对于提高煤矿运输机械设备的安全性、稳定性和效率具有重要意义。下面将详细介绍机电一体化在煤矿运输机械设备中的应用，包括采煤机、掘进机、支护设备、安全生产监控检测系统和带式输送机以及辅助运输系统等几个方面。

3.1采煤机

在煤矿生产中，采煤机是一种用于采煤的重要设备。传统的采煤机主要依靠人工操作，存在效率低、危险大的问题。而机电一体化技术的应用，则可以有效提高采煤机的自动化水平和工作效率。通过激光测距、超声波测距等技术，可以实现对采煤机工作区域的精准控制，提高采煤精度和安全性。同时，采煤机的自主感知和避障能力也得到了显著提升，大大减少了人为因素对采煤机作业的影响。

3.2掘进机

掘进机是煤矿掘进作业的主要设备之一。传统的掘进机通常由机械部分和电气部分分开控制，存在着操作复杂、难以协调的问题。而机电一体化技术的应用可以实现对掘进机各部分的协同控制，提高掘进机的整体作业效率和安全性。通过传感器和控制器的联动，可以实现掘进机的自动导航和障碍物识别，大大降低了人为操作带来的风险和误差。同时，机电一体化还可以实现对掘进机工作参数的实时监测和调整，有效提升了掘进作业的精度和稳定性。

巷道掘进采用适应的全机械自动化作业技术装备，掘进速度满足矿井采掘接替要求；巷道超前探测优先采用智能钻探、物探等技术，掘进数据实现数字化分类与存储，具备三维地质建模功能；煤层条件适宜的掘进工作面，优先采用掘、支、锚、运、破碎一体化成套技术与装备，通过掘进工作面远程集控平台，实现基于感知信息对掘进工作面进行远程集中控制。

3.3支护设备

支护设备作为煤矿生产中的重要设备，其作用是支撑煤层，防止煤层垮塌和顶板事故的发生。传统的支护设备通常依靠人工进行操作，存在着危险高、效率低的问题。而机电一体化技术的应用可以实现对支护设备的智能化控制，提高了支护设备的自动化水平和作业效率。通过激光测距、重力感应等技术，可以实现对支护设备的精准控制和自动调整，提高了支护作业的安全性和稳定性。同时，机电一体化还可以实现对支护设备工作状态的实时监测和预警，提升了对潜在安全隐患的识别和处理能力。

3.4安全生产监护检测系统

安全生产监控检测系统在煤矿生产中起着非常重要的作用。传统的安全监测系统主要依靠人工巡检和专业设备进行检测，存在着盲区大、监测不全面的问题。而机电一体化技术的应用可以实现煤矿生产过程的全方位实时监测和智能预警。通过传感器、摄像头、声纳等多种监测设备的联动，可以实现对煤矿生产环境、设备状态、人员行为等方方面面的监测和分析，有效降低了事故发生的概率和危害程度。同时，机电一体化还可以为生产管理者提供及时准确的数据支持，帮助其做出科学决策，提升了煤矿生产的整体安全水平和管理效率。

带式输送机设集控保护系统，装设有电动机过载、超温、跑偏、打滑、断带、撕裂、料斗堵塞、拉紧装置极限位置保护（限位开关）、堆煤保护、沿线急停闭锁、烟雾保护、温度保护和自动洒水控制等保护，并具有启动、停车的预报及警告信号功能以及胶带性能监测系统。能够实现对上、下游相关设备的连锁控制，实现上下游设备启停闭锁、安全保护，有效保证生产管理和设备运行安全。

3.5带式输送机

带式输送机作为煤矿生产中的重要设备，其作用是将煤炭从采煤机输送到地面或其他加工设备进行处理。传统的带式输送机通常依靠人工控制和固定传动装置，存在着能耗大、运行不稳定的问题。而机电一体化技术的应用可以实现对带式输送机的智能化控制和节能运行。通过变频器、传感器等智能控制装置的应用，使其具有技术先进、设备成熟、调速范围宽、控制精度高、响应速度快、效率高等优点，能够提供理想的可控启／制动性能，且可以实现对带式输送机的运行速度、负载大小等参数的实时调整和优化，大大降低了运行能耗和维护成本。同时，机电一体化还可以实现带式输送机的自动故障诊断和预防性维护，提升了设备的可靠性和使用寿命。

机电一体化技术的应用可以让带式输送机具备智能监测、预警与保护功能，单条带式输送机实现智能无人运输，多条带式输送机之间实现智能联动控制；赋存条件较简单的大型矿井，实现智能无人值守与远程集中控制。

3.6辅助运输系统设备

辅助运输系统包含材料设备运输以及人员运输。

矿井建设完善的智能辅助运输系统，运输物资采用编码体系进行集装化管理；采用多种运输方式进行综合运输，支护材料、设备运输采用防爆单轨吊运输，人员运输采用架空乘人器装置。则不同运输方式之间的接驳实现自动化，最大程度降低井下辅助运输作业人员数量与劳动强度。

综上所述，机电一体化技术在煤矿运输机械设备中的应用，为煤矿生产提供了更加高效、安全、环保的解决方案。通过对采煤机、掘进机、支护设备、安全生产监控检测系统和带式输送机、辅助运输系统设备等方面的应用，可以实现煤矿生产过程的智能化、自动化和信息化，有效提高了煤矿生产的整体水平和竞争力。相信随着机电一体化技术的不断发展和成熟，煤矿运输机械设备在未来一定会迎来更加美好的发展前景[3]。

4机电一体化技术在煤矿运输中的变化趋势

随着科技的不断发展，煤矿行业也在不断更新设备和技术，以提高生产效率和降低成本。在煤矿运输中，机电一体化技术的应用正在逐渐成为一种趋势。机电一体化技术是一种将机械和电气控制集成在一起的技术，能够提高设备的智能化水平，提高设备的使用效率以及降低维护成本。下面将从机电一体化技术在煤矿运输中的变化趋势方面进行剖析。

首先，机电一体化设备体积小。相比传统的机械设备，机电一体化设备通常体积更小，占地面积更小，这对于煤矿企业来说是一个重大的进步。煤矿作业场地通常较为狭窄，传统的大型机械设备往往难以满足作业要求，而体积小的机电一体化设备则能够更好地适应煤矿的作业环境，提高作业效率。其次，机电一体化技术的维护和维修方法非常简单。传统的机械设备往往存在着维护和维修难、费时费力的问题，而机电一体化设备的维护和维修方法更为简单，可以通过简单的培训就能够掌握，大大降低了维护和维修成本，减少了停机时间，提高了设备的可靠性和稳定性。再者，机电一体化技术的效率很高。机电一体化设备配备先进的控制系统，能够实现智能化的操作和管理。操作人员可以通过简单的培训掌握设备的操作方法，从而提高了作业效率，减少了人力成本，同时也降低了操作误差，提高了工作的精确度和安全性。最后，机电一体化技术的程序完整，易于使用。机电一体化设备在设计上更加注重用户体验，操作界面简洁直观，配备了完善的操作程序和指引，能够让操作人员轻松上手，减少了操作失误的可能性，提高了设备的可用性。

总的来说，机电一体化技术在煤矿应用中的变化趋势主要体现在体积小、维护和维修方法简单、效率高、程序完整、易于使用等方面。这些变化趋势使得煤矿企业在运输过程中能够更加高效地利用资源，提高采矿能力，降低成本。随着技术的不断进步，相信机电一体化技术在煤矿运输中的应用将会更加广泛，为煤矿行业的发展带来新的机遇和挑战。同时，我们也期待着更多的科技创新能够为煤矿行业带来更多的发展机遇，为实现绿色、可持续发展贡献力量[4]。

6 结语

机电一体化技术在煤矿领域中的应用前景是十分广阔的。通过机电一体化技术的应用，不仅可以实现设备的智能化管理和自动化控制，提高生产效率，同时还可以提高矿工的工作环境和安全性，促进了煤矿行业的可持续发展。因此，煤矿企业应该积极推广机电一体化技术，提高设备的自动化水平，提高整个生产线的智能化水平，从而实现煤矿生产的高效、安全和可持续发展。机电一体化技术对于煤矿运输机械设备的应用有着重要的意义和巨大的潜力。相信随着技术的不断进步和创新，机电一体化技术将会在煤矿行业中发挥更加重要的作用，为煤矿运输机械设备的发展和改造注入新的活力和动力[5]。

参考文献：

[1]郑勇. 机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用现状及发展趋势 [J]. 现代矿业, 2021, 37 (09): 191-193+202.

[2]冯攀,高鹏,李广红. 机电一体化技术在煤矿机械设备中的有效应用 [J]. 内蒙古煤炭经济, 2021, (15): 144-145. DOI:10.13487/j.cnki.imce.020719

[3]朱兴爱. 机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用 [J]. 设备管理与维修, 2021, (14): 120-122. DOI:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.07D.68

[4]周立强. 浅谈机电一体化在煤矿提升运输机械设备中的应用 [J]. 内蒙古煤炭经济, 2020, (07): 185. DOI:10.13487/j.cnki.imce.017253

[5]张良. 浅谈机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用 [J]. 山东工业技术, 2018, (13): 79. DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.073

作者简介：姓名：袁亚雄，性别：男，名族：汉，籍贯：河北省深州市，学历：本科，职称：工程师，单位：北京圆之翰工程技术有限公司，单位所在地：北京，邮编：100000，研究方向：矿井运输机械。