煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的要求愈來(lái)愈高。我國(guó)地域遼闊，煤炭資源豐富，能夠很好地滿足社會(huì)發(fā)展需要，但是如何安全開(kāi)采煤炭，提高煤礦開(kāi)采效率需要深入研究，傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)需求。近年來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)在斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)隨之出現(xiàn)，被應(yīng)用到各行各業(yè)并取得良好的效果。機(jī)電一體化技術(shù)可以應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，減少安全事故發(fā)生率，提高開(kāi)采效率。本文分析了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，以期提升煤礦機(jī)械應(yīng)用水平和煤礦開(kāi)采效率，從而更好地滿足煤礦開(kāi)采需求，提高社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；煤礦機(jī)械；煤炭資源

機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的綜合性技術(shù)，在生產(chǎn)制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)該技術(shù)也應(yīng)用于煤礦開(kāi)采中。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采已經(jīng)不能滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展要求，其存在眾多安全隱患，煤礦安全事故頻發(fā)，給礦工帶來(lái)嚴(yán)重的安全威脅。機(jī)電一體化技術(shù)可以應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，提高工作效率和煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證工人安全。

1機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)融合多種單一技術(shù)，目前正在朝智能化、微型化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，通過(guò)結(jié)合電子技術(shù)、智能技術(shù)等實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的聯(lián)合控制。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)械的控制，達(dá)到安全開(kāi)采的目的，有效降低工人勞動(dòng)時(shí)間和壓力，當(dāng)發(fā)生安全事故時(shí)，還能保障救援人員安全。機(jī)電一體化技術(shù)誕生于20世紀(jì)60年代，我國(guó)煤礦資源需求巨大，人們要持續(xù)加大機(jī)電一體化技術(shù)和煤礦機(jī)械研究力度。隨著光學(xué)技術(shù)和微加工技術(shù)的出現(xiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)獲得極大的發(fā)展。當(dāng)前，受信息技術(shù)影響，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸朝智能化方向發(fā)展［1］。

2機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1提高煤礦開(kāi)采效率

傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采最常用的是人工作業(yè)，工人工作壓力大，工作效率較低。當(dāng)前，人們要將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，改變落后的煤礦開(kāi)采方式，有效縮短煤礦開(kāi)采時(shí)間，提高煤礦開(kāi)采效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，調(diào)動(dòng)工人的勞動(dòng)積極性，保證工作質(zhì)量［2］。例如，煤礦開(kāi)采主要使用電牽引采煤機(jī)械，它們屬于大型機(jī)械，經(jīng)常會(huì)發(fā)生超載現(xiàn)象，導(dǎo)致煤礦機(jī)械出現(xiàn)故障，影響煤礦開(kāi)采效率，甚至對(duì)工人造成安全威脅。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，可以有效控制煤礦機(jī)械運(yùn)行效率，使得煤礦機(jī)械操控更加安全靈活，保證煤礦機(jī)械正常運(yùn)行。

2.2改善煤礦開(kāi)采環(huán)境

安全開(kāi)采環(huán)境是煤礦開(kāi)采的良好保證，傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采環(huán)境存在潮濕、灰塵大的問(wèn)題，不僅影響工人身體健康，還會(huì)影響其生命安全。機(jī)電一體化技術(shù)可以降低安全事故發(fā)生率，人們要以現(xiàn)代智能設(shè)備取代傳統(tǒng)設(shè)備，營(yíng)造良好的煤礦開(kāi)采環(huán)境，保證工人生命安全，減少職業(yè)病和工傷［3］。煤礦挖掘使用人工方式，效率低下，容易引發(fā)問(wèn)題。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，可以充分發(fā)揮煤礦機(jī)械的性能，讓維護(hù)管理更加簡(jiǎn)單，減輕工人開(kāi)采負(fù)擔(dān)，提升工作效率。

2.3提高經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)械中，可以顯著提高煤礦開(kāi)采效率和輸送效率，降低煤礦開(kāi)采費(fèi)用，為煤礦企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益。煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益增加，煤礦工人收入也會(huì)增加，從而帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展［4］。煤礦開(kāi)采期間主要通過(guò)傳送裝置進(jìn)行運(yùn)輸，機(jī)電一體化技術(shù)可以提高煤炭運(yùn)輸設(shè)備的工作效率，提升經(jīng)濟(jì)效益。人們可以利用機(jī)電一體化技術(shù)，對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行水平和煤礦運(yùn)輸效率。

2.4促進(jìn)煤礦機(jī)械安全運(yùn)行

煤礦機(jī)械體積龐大，工作環(huán)境特殊，運(yùn)行期間存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。為了保障煤礦機(jī)械的安全穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)工作人員需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，控制煤礦機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)，以免發(fā)生故障。因此，人們可以將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行監(jiān)測(cè)，解放工人負(fù)擔(dān)，減少煤礦設(shè)備的運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)測(cè)期間，一定要保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量，人們要充分利用機(jī)電一體化技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，方便工人對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行檢修。

3機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的具體表現(xiàn)形式

3.1機(jī)械制造技術(shù)

機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要分支，可以用于制造煤礦機(jī)械。機(jī)械制造技術(shù)可以提高煤礦機(jī)械質(zhì)量和運(yùn)行效率，增強(qiáng)煤礦企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力［5］。利用機(jī)械制造技術(shù)，人們可以制定合理的機(jī)械制造方案，進(jìn)行煤礦機(jī)械生產(chǎn)，改善煤礦機(jī)械質(zhì)量，保障煤礦開(kāi)采安全。

3.2傳動(dòng)技術(shù)

傳統(tǒng)技術(shù)是最常見(jiàn)的機(jī)電一體化技術(shù)之一，根據(jù)工作原理的不同，可以分為磁力傳遞、氣壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。在傳統(tǒng)煤礦作業(yè)中，煤炭運(yùn)輸是件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情，傳動(dòng)技術(shù)可以有效提高煤炭傳輸效率，節(jié)省人力、財(cái)力、物力，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的最新技術(shù)形式，目前最先進(jìn)的就是光感纖維傳感技術(shù)，該技術(shù)推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展。現(xiàn)階段，煤礦機(jī)械大多使用光感纖維傳感器，它是煤礦機(jī)械機(jī)電一體化的重要基礎(chǔ)，對(duì)煤礦開(kāi)采、運(yùn)輸都有重要的作用［6］。

4機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的具體應(yīng)用

4.1采煤機(jī)

采煤機(jī)是煤礦最常用的機(jī)械設(shè)備，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的推廣和應(yīng)用，目前，煤礦企業(yè)主要采用電牽引采煤機(jī)，它由多個(gè)電子元件組成，具有良好的牽引性，可以邊前進(jìn)邊采煤［7-8］。電牽引采煤機(jī)不需要防滑裝置，運(yùn)行過(guò)程十分穩(wěn)定，自身磨損度較小，使用壽命較長(zhǎng)。電牽引采煤機(jī)不僅能夠提高采煤效率，還能減少安全隱患。與傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機(jī)相比，電牽引采煤機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，運(yùn)行效率較高。

4.2輸送機(jī)

目前，煤礦企業(yè)主要使用帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械中的產(chǎn)物，具有輸送量大、速度快等優(yōu)勢(shì)，可以為煤礦企業(yè)提供便捷、快速的煤炭運(yùn)輸方式，保證煤炭運(yùn)輸效率。因此，帶式輸送機(jī)成為煤炭行業(yè)重點(diǎn)研發(fā)對(duì)象。

4.3提升機(jī)

跟帶式輸送機(jī)一樣，提升機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制的作用［9］。內(nèi)裝式提升機(jī)是提升機(jī)的代表形式之一，采用機(jī)電一體化技術(shù)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具備自動(dòng)化、數(shù)字化功能。交直流全數(shù)字化提升機(jī)是我國(guó)自主研發(fā)的一種提升機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)主井和副井同時(shí)運(yùn)行，這是機(jī)電一體化技術(shù)的最新應(yīng)用之一。

4.4供電機(jī)械

礦井深處地下，環(huán)境漆黑，需要供電系統(tǒng)提供照明。礦井供電系統(tǒng)要求極高，必須合理控制供電效率和功率。供電設(shè)備可以采用機(jī)電一體化技術(shù)，有效提高礦井供電效率，對(duì)供電線路和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止發(fā)生線路或設(shè)備故障，保證煤礦機(jī)械正常運(yùn)行。

4.5支護(hù)設(shè)備

煤礦中最常見(jiàn)的支護(hù)設(shè)備是支架設(shè)備，主要用來(lái)支撐礦井，保證礦井工人安全。支護(hù)設(shè)備在煤礦開(kāi)采中發(fā)揮重要作用，必須保證支護(hù)設(shè)備質(zhì)量，保障礦井工人的生命安全。人們可以將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到支護(hù)設(shè)備中，對(duì)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止其出現(xiàn)故障。液壓支架能夠減輕頂板和支架受到的沖擊傷害，但是普通液壓支架移動(dòng)速度緩慢，而電力液壓支架采用機(jī)電一體化技術(shù)，移動(dòng)速度快，可以有效保證煤礦安全生產(chǎn)。

5機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用展望

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在煤礦機(jī)械中，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸朝智能化和信息化的方向發(fā)展。該技術(shù)可以提高煤礦機(jī)械的技術(shù)水平，降低設(shè)備體積，方便操作和維護(hù)。同時(shí)，可以減輕煤礦工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高煤礦生產(chǎn)水平，為煤礦企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。但是，目前，我國(guó)的煤礦機(jī)械整體上不如發(fā)達(dá)國(guó)家，人們要持續(xù)加大自主研發(fā)力度，以煤礦開(kāi)采技術(shù)為核心，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤礦機(jī)械，增加設(shè)備通信功能，提高機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍。隨著智能時(shí)代的到來(lái)，煤礦機(jī)器人成為煤礦開(kāi)采行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向，可以替代煤礦工員從事危險(xiǎn)勞動(dòng)。

6結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)煤炭資源需求較大，人們既要提高煤炭開(kāi)采效率，又要保證煤炭開(kāi)采安全。煤礦開(kāi)采主要利用機(jī)械設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，對(duì)工人造成嚴(yán)重的安全威脅。機(jī)電一體化技術(shù)可以有效破除這些難題，提高煤礦開(kāi)采效率，保證煤礦開(kāi)采安全。

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作者：王德記 單位：榆林神華能源有限責(zé)任公司