煤矿机电技术的运用和发展

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摘要：机电设备的运行可靠性和工作效率成为影响煤矿生产效率的重要因素，研究煤矿机电技术对于煤矿生产效率的提升具有重要意义。针对煤矿机电技术中电子技术、机电设备监测技术及机器人技术的运用和发展进行了简要分析。

关键词：煤矿机电技术；电子技术；机电设备监测技术；机器人技术

煤炭资源是中国重要的基础能源，煤炭企业是中国重要的支柱性企业。研究和分析更高效的煤矿生产方式和对现有的煤矿生产技术进行改进是提高煤矿经济效益的重要手段。近几年来，随着中国对煤矿生产技术的不断深入研究，在开采方式、机械设备、机电技术、安全手段等方面有了重大进展。随着信息和电子技术的不断发展，煤矿机电技术的发展突出，其中有三点最为明显，即电子技术的运用和发展、机电设备监测技术的运用和发展及机器人技术的运用和发展。虽然中国的煤矿机电技术在新技术的推动下不断地革新和发展，但相较于世界先进的煤矿机电技术仍存在较大差距，仍需进一步发展和创新。

1电子技术的运用和发展

随着中国经济体量的不断增加，各个行业对能源的需求量也不断提高。煤炭作为中国重要的能源支撑，煤矿的生产效率需要得到提高。为了满足生产效率不断提升的要求，煤矿机电设备的功率不断向更大的方向发展，对机电设备电子技术提出了更高的要求，迫切需要更加先进的电子技术来保障机电设备运行。中国对微元电子器件认识的进步和半导体技术的发展，为煤矿机电设备电子技术的更新换代及更广泛的运用提供了有力技术支持。运用了最新电子技术的煤矿机电设备与早期的煤矿机电设备相比，不论是在整体质量上，还是在运行性能上，都有了很大进步。从中国煤矿的机电设备更迭史可看出，中国煤矿在20世纪50年代应用的是SCR（可控硅）机电技术，在20世纪80年代应用的是MOSFET（金属-氧化层半导体场效晶体管），目前随着信息电子技术在煤矿机电技术中的运用，已初步形成第三代电子技术。电子技术在煤矿生产中的运用能有效地将煤矿生产中的大型机电设备集成，统一进行机电设备的信息处理和指令，结合具有一定智能算法的计算程序，可形成智能化的机电控制模块，大大提高了机电设备的信息处理效率[1]。在煤矿生产中，电动机是使用最普遍的机电设备部件，在采煤机、皮带机、刮板输送机、破碎机等机械设备中都被广泛使用。根据不同的使用需求，煤矿中交流型的电动机使用最为广泛。通过引入信息电子技术，大量的信息电子元件集成在电动机中，不但满足了运行中动能的需要，还因为减少了电刷的使用而增加了电机容量，提升了机电设备的整体使用效果。

2机电设备监测技术的运用和发展

煤矿生产安全是煤矿进行一切生产活动的第一准则，也是煤矿不断提高生产技术的重要目标。机电设备监测技术的运用是为了对运行过程中的机电设备进行实时的运行监测，通过实时地采集、记录和分析机电设备运行过程中的各种运行参数，使机电设备控制人员能随时了解机电设备的运行状态，并以此来预测其可能会出现的故障，避免由于机电设备故障而导致事故的发生。通常情况下，煤矿主要监测的机电设备有煤矿通风机、采煤机、水泵、皮带机、提升机和空气压缩机等，它们在煤矿生产中担任着重要任务。煤矿机电设备监测系统主要的结构为网络分层主体结构。机电设备监测系统最底层的结构为传感器结构层。通过机电设备上的传感器部件，将机电设备运行的实际情况和运行数据进行实时传输[2]。传感器实时采集机电设备的运行数据，将收集到的运行数据通过电缆等媒介传输到煤矿监测系统分站。每个监测系统的分站都会配置备用的安全电源，防治电源故障而造成的数据丢失和监测终止，这样就能24h不断地通过机电设备监测显示器对设备运行情况进行实时显示和监控。煤矿监测系统分站中也配置有备用的监测显示器，避免由于显示器故障而导致监测中断。每个监测分站对应一类机电设备，既能避免数据过于庞大，同时又有利于设备监测的专业化。监测分站之上是机电设备监测总控制系统，此系统中同样也配置有备用的电源和监视设备，对全煤矿机电设备总体状况进行概况性监测，只监测总体运行情况，并有对监测分站进行系统调配的权限。机电设备监测系统由以下7个部分组成：CPU（中央处理器）、数据传输模块、数据采集模块、数据分析模块、指令传达模块、监视显示模块、警报模块[3-4]。

3机器人技术的运用和发展

在中国，大多数煤矿生产是以井下开采的方式进行，作业环境恶劣，井下生产作业存在许多危险因素，这就导致了煤矿生产过程中的高风险性。很多煤矿企业在生产过程中希望利用机器人来代替现场人员进行煤炭开采工作，这样即使发生危险也只是机械和经济的损失，能最大限度地降低煤矿企业煤炭开采过程中由于普遍的人力作业而导致的事故高伤亡率，大大减小了对人员的危害。同时环境恶劣的地下煤炭开采作业也为作业人员造成了严重的健康困扰，由于其潮湿、充满有毒气体及粉尘的工作环境，工作人员容易在长时间且高强度的工作过程中产生较为严重的身体不适问题，长期的井下生产工作对工作人员的人身健康会造成难以逆转的危害，继而对其生活质量造成严重影响，严重的情况下会对工作人员的生命造成威胁。智能机器人作业代替人工作业是一项非常有效的应对办法，随着机器人技术的广泛运用和发展，越来越多的智能机器人在煤矿生产中得到了运用[5]。

4结语

电子技术、机电设备监测技术和机器人技术在煤矿机电领域中的运用，将最新的机电技术引入到了采煤生产实践中，机械设备的工作性能得到了飞跃式提升，中国的煤炭开采效率不断提高，降低了采煤工作者的劳动强度，减少了人对机械设备的操控，设备运行更加稳定，降低了设备的故障率，保障采煤工作的安全进行。当今随着人工智能技术的发展，中国煤矿机电技术水平还需要得到更进一步的提高。

参考文献：

［1］王天明.浅谈煤矿机电设备自动化集中控制技术的发展及应用［J］.河北企业，2019(6)：175-176.

［2］李浩然，吕延森.基于能量算子的煤矿机电设备故障诊断方法［J］.陕西煤炭，2019，38(3)：92-94.

［3］连茂升.自动化技术在矿山机电控制中的应用［J］.电子技术与软件工程，2019(11)：141.

［4］赵成田.煤矿机电设备中自动化技术的应用［J］.电子技术与软件工程，2019(11)：145.

［5］康亚南.机电设备维修与管理存在的问题及对策［J］.山东工业技术，2019(15)：1.

作者:丁爱兵 单位:西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿