试论我国煤矿机电一体化技术的应用及管理

试论我国煤矿机电一体化技术的应用及管理

戚小龙

义煤集团义络煤业有限公司 河南省洛阳市471600

摘要：煤矿是我国国民经济的支柱行业，为了提高其生产效率，相关单位应运用机电一体化技术，以提高煤矿机械的使用性能，提高员工的工作效率，提高工作质量，提升其安全性能，进而促进煤矿产业的发展。

关键词：煤矿机电一体化技术；应用；管理

引言

机电一体化技术在20世纪初被引进国内，随着各类研究机构和企业研究实践，其应用范围不断扩展，应用效果持续增强，在煤矿生产监督、安全管理、保养维修等方面发挥积极作用。为进一步发挥机电一体化应用价值，煤矿企业应当完善机电设备管理制度、提高煤矿机电设备安全性能、加强机电技术人才培训，促进煤矿企业长久可持续发展。

1煤矿机电一体化技术的概念

近年来，由于信息技术的迅速发展，煤矿机电一体化技术已可以实现远程控制，其技术水平得到了极大的提高。日本从20世纪60年代引入机电一体化技术概念，从80年代开始，煤矿机电一体化技术的概念在世界范围内推广。机电一体化技术是指将机械、信息、计算机、电子等多种技术有机结合。在煤矿企业的实际应用中，通过采用机电一体化技术，可以代替人工，实现对煤矿的智能控制和管理，从而使煤矿的经济效益最大化。并且将煤矿机电一体化技术运用于煤矿生产的各个环节，能够极大提高煤矿的安全和生产。随着电力电子技术的飞速发展，电力设备智能化、系统化在各行各业中的应用越来越普遍，尤其是在煤炭生产中，更是如此。因此，在煤矿生产中，利用机电一体化技术进行运输和监测，能够有效地提高煤矿的生产能力。将机电一体化技术应用于煤矿生产，还能有效地提高煤矿的生产效率、保障安全、降低工人的劳动强度等，还能够将开采、生产、运输等一系列生产流程进行汇总，进而减少了人工作业造成的时间延迟和人为风险。

2机电一体化技术特点

2.1优化运行

在煤矿生产中，机电一体化技术能够转变传统采矿效果，在做好软硬件融合、整合技术优势的情况下，优化设备整体运行。在生产活动中，机电一体化技术能够有效替代笨重和效率低下的设备，在安装变频调速装置后，体现生产的灵活性，同时，其也能够有效结合电子与机械技术，优化系统整体运行。

2.2智能控制

与传统工业技术相比，机电一体化技术能够有效结合技术手段，通过诊断、检测、控制与信息处理等功能自动安排相关工作，能够对煤矿生产无序、复杂局面进行转变。同时，在煤矿生产中应用时，该技术还能够在发生危急状况时及时发出预警，通知技术人员及时采取措施，体现了机电一体化技术的智能化特征。

2.3操作简单

在煤矿生产活动中，机电一体化技术能够根据系统的预设操作进行调控，自动发出指令，按下按钮后设备运转。在整个生产活动中，管理人员只需进行简单的操作，从而节约时间，有效提升工作的便利性。

3煤矿机电一体化技术的具体应用

3.1采煤机设备

我国煤炭早期开采主要设备为液压牵引采煤机，到现在，以电气控制为主的电牵引采煤机逐渐普及，与传统采煤机相比应用效能十分突出。电牵引采煤机的核心技术为机电一体化技术。以上海天地1620电牵引采煤机为例，它具有良好的牵引性能和动态特性，能够对采煤机运行状态及各项参数进行实时监测，一旦发现超载运行，立即采取相应措施将运行状态恢复至常规状态；停机时有防滑制动器，当煤层倾角为40°~50°时，采煤机在该煤层作业时可利用下滑制动功能控制轴端停电设置功能，预防采煤过程中设备下滑；不易发生零件磨损，故障发生概率低，可实现采煤连续作业；牵引性能强，当电动运输机前进或后退，设备能提供足够牵引力，实现设备移动和切煤运转。

3.2运输提升设备

煤矿生产必须契合市场发展需要，积极汲取他人优秀应用经验和技术手段，应用机电一体化技术实现生产效率的大幅增长，通过电子控制系统完成惯性载荷处理、设备自动化控制与管理。一般情况下，1台PLC控制器可实现多台CST的驱动和优化，解决轴承温度、倒转、跑偏等问题。在煤矿生产运输提升设备中，带式传输机属于关键设备，基本采用直流式交流变频装置驱动方式，其核心为电子器件，将机电一体化技术应用在带式传输机上，利用分布在传输机及传输带前端的传感设备，实时获取传送及传动参数。根据实际运输需求，在控制面板上利用PLC调节传输及传送参数，包括V带传动速率、电动机实时转速、各轴输入功率等，不仅能提高带式输送机的输送功率及距离，还能实现带式输送机与煤矿运输的协调配合。机电一体化技术还具备在线监控功能，运行期间可自动诊断带式输送机电气系统故障，及时发出预警，自动隔离故障，防止故障范围扩大。例如，某煤矿企业使用的华宁控制系统，集机、电、液于一体，是专门应用在煤炭输送带上的一种软驱动装置，可控制软启动装置启动和运行。通过PLC可编程控制器和变频控制器完成输送带启停、扭矩、速度控制等操作，传输带启动时间大大缩短，还有效解决以往设备重负荷、满负荷、压死输送带等问题。

在提升机中应用机电一体化技术，主要通过编程控制的方式实现。工作人员利用PLC编程控制器上的输入串口、输出串口获取提升机作业各项运行参数，包括体速度信号、停车信号、安全回路故障信号等。PLC接收并识别信号后，通过内置程序或控制系统产生控制指令，通过输出端口下发至前端控制单元，完成各项指令。部分煤矿企业还可以提升机控制中融入全过程微机监控，实现双安全线路控制，在安全监控线路上设置冗余技术。

3.3煤矿变电站

机电一体化技术是现代煤矿企业生产阶段不可或缺的技术手段。在煤矿变电站中，煤矿企业通常选用DCS分散控制技术实现变电站内各类设备远程控制，借助各项传感设备和监控系统将设备运行参数采集上传至分析机构，分析机构将分析结果上传至计算机控制系统，系统发送指令至终端，终端接收指令后执行机构开始动作。在现代化煤矿企业生产中，机电一体化技术的应用让操作更加智能化和自动化，数据采集、运行参数调整等功能得到优化，极大地保障了人员和设备的安全性、可靠性、灵活性，降低了变电站值守人员作业强度和危险程度，为煤矿绿色发展提供良好支持。

3.4在煤矿安全管理方面的应用

除了煤炭的开采和运输，相关的管理也会对煤炭企业的发展产生很大影响。如果不进行合理的生产调度，将严重地影响到煤矿的生产、运输，从而影响到整个矿山的生产和运输。其中，安全管理也很重要，如果出现事故，不仅导致煤矿无法正常地生产、运输，产生经济损失，甚至还会危及矿工的生命安全。但是，在传统的安全生产管理方面，其工作多以人工为主，生产经营的效率和质量有待提高。

而将机电一体化技术应用于煤矿的安全管理中，将极大地减少煤矿安全事故。另外，其配套的机械装置具有自身防护功能，一旦发生故障就会自动停机，能够有效地避免对矿工造成伤害。如果发生了什么意外，也会第一时间发出警告，使得相关人员迅速撤离，以免造成更严重的后果。

结束语

机电一体化技术是将机械、电子、微电子、信息、传感器、接口、信号转换等各种技术有机地结合在一起，将其应用在煤矿企业中，能够极大程度上提高其生产效率，增强经济效益。

参考文献

[1]徐晓东,黄建巍,周增产.煤矿机电自动化的实用技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2023(12):169-171.

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[4]吴艳云.现代煤矿机械中机电一体化技术应用[J].矿业装备,2023(01):23-25.