机电一体化技术在煤矿机械中的运用

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摘要：阐述了机电一体化技术的概况，介绍了该技术具有在线监控及诊断、提升煤矿机械自动化水平、降低能耗的优点，为煤矿机械今后的发展和推广提供一定的借鉴与参考。

关键词：煤矿机械;机电一体化;应用分析

伴随现代科技水平的不断增长，机电一体化技术在各行各业中的应用不断增加，其中在煤矿机械中的使用极大地推动了煤炭产业的发展。国家经济发展对煤炭需求日益增多，其对现代化高科技煤炭生产设备需求也日益增多，通过机电一体化技术的有效应用，煤炭生产设备的性能获得显著提升，极大提升生产效率的同时也进一步增强了生产安全性，获得了显著的社会与经济效益。

1机电一体化技术概况

对于煤炭产业而言，机电一体化技术主要应用于煤炭生产、巷道挖掘等设备的装配中。随着其在国内煤炭生产中的不断推广，使煤炭产业整体实力显著提升的同时也让煤炭产业走上了安全、高效、洁净的绿色发展道路，为降低能耗优化产业结构的信息煤炭工业格局奠定了坚实的根基。机电一体化技术别称机械电子工程学，是一项涉及众多学科领域（微电子技术、机械技术、信息技术、液压技术、自控技术等）的综合性技术。其最早在煤矿机械中的应用源于20世纪70年代的机械一体化技术，随后伴随电子信息科技的飞速发展，特别是传感技术、信息传输技术与微型计算机技术的发展，使得机械一体化技术同电子信息技术相融合，发展成为机电一体化技术，并推动了煤炭、钢铁等众多行业的生产改革[1]。由于受限于井下复杂多变且十分恶劣的生产作业环境，煤矿机械设备必须拥有经久耐用、操作简单、能耗小且安全性能良好等诸多特点。因此，为确保实现生产的安全持久，煤矿机械中广泛引用了机械液压技术与微电脑控制技术相结合的机电一体化技术，其中井下生产安全监控系统就是最具代表性的典范。煤矿井下生产的效率很大程度上受煤矿机械自动化水平的影响，机电一体化水平对井下作业质量、生产效率及设备使用维护等意义重大。现阶段机电一体化技术已成为煤矿日常生产所不可或缺的重要支撑力量，不断加强对相关技术的研究，探寻其在煤矿井下生产中更为广泛的应用是推动煤炭企业长久持续发展的必然举措。

2煤矿机械中机电一体化的优势

2.1在线监控、故障诊断与自动报警

在线监控是指借助机电一体化技术对井下作业机械的电动机、液压系统、传动装置、制动装置等运行状况进行在线监测与远程控制；故障诊断与自动报警是指在对井下作业机械运行状态进行监测时，通过实时数据与设定合理数据的比对，发现异常状况后能够自主对故障位置及故障原因进行诊断，并及时向设备维护人员发出故障警报，促使其立即解决问题[2]。这种方法不仅能够大幅削减设备维护人员作业量，降低作业难度，提升井下作业效率，同时还能够优化故障排除用时，提升设备使用寿命，实现矿井经济效益的提升[3]。下页图1所示即为基于机电一体化技术的煤矿机械线监控、故障诊断与自动报警系统结构示意图。

2.2提升煤矿机械设备自动化水平

对于煤矿井下生产而言，提升其作业的自动化水平不仅有助于改善作业环境，降低井下作业人员劳动强度，提升井下生产效率，同时还能够充分避免设备操作人员经验不足导致的误操作对生产的不利影响。以东峰矿2011年引进的厚煤层综采设备为例，设备采用先进的电液控制系统，借助微型中央电脑对设备作业时的各个动作进行实时的精细化操控，能够有效保障操作的连续性与准确性，同时还能够降低回采面作业人员数量，降低安全风险[4]。

2.3降低能耗，提升作业效率

机电一体化技术在煤矿机械中的使用有助于降低矿井生产能耗，实现井下作业效率的显著提升。以井下生产中常见的通风设备、运输设备为例，借助可编程逻辑控制装置与变频技术，不仅能够实现对设备的远程操控，还能自行依据实际进行功率调配，大幅削减能耗[5]。根据相关资料统计，通过在煤矿机械设备中推广普及变频技术与使用可编程逻辑控制装置后，井下生产作业设备能耗普遍减少达30％，同时生产效率提升20％以上。图2所示即为采用PLC变频控制技术的煤矿通风系统构造示意图[6]。如图2所示矿井通风节能系统借助先进的工业自控、变频、通讯等技术，能够实现对井下通风网络的自动寻优调控，不仅能够大幅降低能耗，还能显著提升设备使用周期，而且整个系统兼具的预警与保护功能，使得井下作业的安全性大幅提升。

3结语

随着社会的进一步快速发展，煤炭企业对机电一体化技术的应用也提出了更高的要求，煤炭企业技术人员应当在生产中积极探索，结合新型科学技术深入推动机电一体化技术在煤矿机械中的应用水平，从而为进一步推动煤矿企业长久持续发展，提升煤矿企业生产安全性。

作者:张军峰 单位:兰花集团东峰煤矿有限公司

参考文献:

[1]魏娟.机电一体化及其机械系统的设计特点[J].煤矿机械，2001（7）：17-19.

[2]刘祥斌.机电一体化在煤矿工程机械控制中的应用[J].煤炭技术，2011（6）：18-20.

[3]王瑞清.煤矿机械中机电一体化技术的应用研究[J].煤炭技术，2013（3）：23-24.

[4]岳鸣飞，马福喜.机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].内蒙古煤炭经济，2013（9）：4；6.

[5]方媛，卞奕明，李艳平.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术，2012（7）：34-35.

[6]王艾军.“机电一体化”技术对煤矿机械的影响[J].山西焦煤科技，2014（S1）：127-128.