張偉

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、基礎(chǔ)機(jī)械技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及伺服傳動(dòng)技術(shù)等，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的時(shí)代背景下，隨著工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，這些技術(shù)的快速發(fā)展也使得機(jī)電自動(dòng)化在煤礦開采領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多。對(duì)于機(jī)械設(shè)備的依賴響度也在提升，所以煤礦要結(jié)合自身發(fā)展的特點(diǎn)提升技術(shù)水平?？紤]到煤礦具有高危行業(yè)屬性，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用使得煤礦開采安全水平可靠程度得到了有效提升，這為煤礦企業(yè)的安全、健康、可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。從當(dāng)前煤礦的發(fā)展趨勢(shì)可以看出，煤礦的許多環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，技術(shù)上的應(yīng)用與發(fā)展不僅有利于提升生產(chǎn)效率，還可以提升產(chǎn)量，保證生產(chǎn)過程的可靠性。進(jìn)行煤礦生產(chǎn)時(shí)，設(shè)備本身的先進(jìn)程度直接影響了生產(chǎn)能力。從技術(shù)角度而言，礦井的具體產(chǎn)量以及生產(chǎn)效率必須和設(shè)備有密切的聯(lián)系，因此，必須對(duì)一體化技術(shù)展開研究，尤其是應(yīng)用和管理方面，是當(dāng)前亟待解決的重要問題。鑒于此，本文就煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用及管理展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用；管理

1.應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)體現(xiàn)出的特點(diǎn)

機(jī)電一體化的發(fā)展源于控制理論，并結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)。機(jī)電一體化的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了工程管理與控制的自動(dòng)化。由于機(jī)電一體化的發(fā)展，控制理論體系、技術(shù)體系與設(shè)備功能的日趨完善，機(jī)電一體化整體技術(shù)水平有了很大的提升，并且應(yīng)用于許多領(lǐng)域。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，要借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和執(zhí)行完成系統(tǒng)過程的分析和構(gòu)思，有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的決策。當(dāng)前，生產(chǎn)過程是智能控制的過程，生產(chǎn)過程中的管理要取代人的腦力。機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了延伸，將控制技術(shù)與生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合，管理可以借助智能化管理平臺(tái)。機(jī)電一體化融合了多項(xiàng)技術(shù)，技術(shù)在持續(xù)發(fā)展中保持了先進(jìn)性。機(jī)電一體化采用人工智能控制的方式，通過計(jì)算機(jī)處理，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化的智能控制，生產(chǎn)過程變得的智能化管理，生產(chǎn)效率提升了。并且由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和大規(guī)模普及，通過遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)跨地域的生產(chǎn)活動(dòng)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用，生產(chǎn)中的許多管理難題得以有效解決，生產(chǎn)管理可以更加規(guī)范化與自動(dòng)化。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1有利于提升生產(chǎn)效率

在煤礦的技術(shù)應(yīng)用與管理中，將機(jī)電一體化技術(shù)體現(xiàn)出多種優(yōu)勢(shì)，有利于提高管理的效率，對(duì)于生產(chǎn)力水平提升明顯。在煤礦近年來的發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，生產(chǎn)控制信息可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，生產(chǎn)管理人員與設(shè)備管理人員借助網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)機(jī)械進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)智能化控制，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，可以消除傳統(tǒng)人工操作中存在的效率不穩(wěn)定現(xiàn)象。

2.2有利于提高生產(chǎn)質(zhì)量

煤礦由于有了機(jī)電一體化技術(shù)的支持，生產(chǎn)中可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控。借助計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行智能化調(diào)整，保障機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效果可以更加穩(wěn)定，從而保障了生產(chǎn)質(zhì)量，消除了由于機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備故障和控制問題產(chǎn)生的質(zhì)量問題，質(zhì)量的可靠性進(jìn)一步提升。

2.3提高了安全性

在原有的機(jī)械生產(chǎn)中，由于技術(shù)水平的制約，需要采用人工配合機(jī)械的生產(chǎn)方面，但是由于機(jī)械設(shè)備自身特點(diǎn)的作用，操作過程存在一定的危險(xiǎn)性，所以在半自動(dòng)化生產(chǎn)條件下，對(duì)生產(chǎn)人員的安全具有很大的影響，借助機(jī)電一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中許多危險(xiǎn)環(huán)節(jié)可以自動(dòng)化進(jìn)行，還可以保證生產(chǎn)人員的安全，保證了生產(chǎn)過程的可靠性。此外，機(jī)電一體化借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制，生產(chǎn)過程變得自動(dòng)化，可以消除人工操作存在的失誤，提高了機(jī)械生產(chǎn)的安全性。

3.煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1開采機(jī)械設(shè)備

隨著工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦開采機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域進(jìn)步明顯，其中采煤機(jī)、牽引方式、液壓支架形式均屬于這一進(jìn)步的直觀表現(xiàn)。從中厚煤層起步的傳統(tǒng)采煤機(jī)發(fā)展為薄煤層、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī)；由有鏈牽引、無鏈液壓牽引發(fā)展為變頻調(diào)速無鏈電牽引；掩護(hù)式液壓支架形式發(fā)展為兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架。這些都較為直觀地說明了煤礦開采機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用所取得的豐厚成果。很多發(fā)達(dá)國家煤礦行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了液壓支架電液控制系統(tǒng)的普及，目前我國很多煤礦企業(yè)也實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。作為能夠有效提升綜采工作面效率的技術(shù)設(shè)備，液壓支架電液控制系統(tǒng)能夠較好地服務(wù)于年產(chǎn)400萬t以上的一次采全高長壁工作面，和年產(chǎn)600萬t以上的放頂煤工作面，由此可見煤礦開采機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)所在。

3.2礦井運(yùn)輸

礦井運(yùn)輸同樣屬于機(jī)電一體化技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，這是由于煤礦現(xiàn)代化發(fā)展對(duì)井下、井上的煤礦運(yùn)輸提出了較高的要求。強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)在我國煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛，而隨之發(fā)展的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)便屬于礦井運(yùn)輸領(lǐng)域機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的典型，這類計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)多具備故障診斷、自我保護(hù)等功能，煤礦運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量、安全性由此就能夠?qū)崿F(xiàn)長足提升。例如，某設(shè)計(jì)能力300萬t/a大型現(xiàn)代礦井的主井采用了1.4m強(qiáng)力皮帶、3×560kW功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、美國羅克韋爾公司生產(chǎn)的750K型可控起動(dòng)傳輸裝置、天地科技公司KJ型膠帶輸送機(jī)成套電控裝置。使用可控起動(dòng)傳輸裝置后，該煤礦的礦井運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)緩慢而均勻地預(yù)拉伸加速、延長停車時(shí)間的功能，而這就使得整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)各部件的使用壽命有效延長。此外，可控起動(dòng)傳輸裝置還能夠通過軟鎖定離合器，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)軸器、齒輪等部件的沖擊與過載保護(hù)，由此，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命延長得到了有效保障.

3.3在采煤生產(chǎn)設(shè)備中的具體應(yīng)用

目前，我國許多煤礦企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)均應(yīng)用了采煤體系，從而大幅度提高了生產(chǎn)速度，并將液壓牽引轉(zhuǎn)變電牽引方式，從而充分發(fā)揮機(jī)電一體化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)還能基于當(dāng)前的機(jī)電一體化設(shè)備，促使井下采煤工作提高效率。此外，在一體化技術(shù)中應(yīng)用采煤設(shè)備，便于體系本身進(jìn)行各類參數(shù)的調(diào)整。

4.一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)

盡管我國一體化技術(shù)的起步較晚，基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，但是整體發(fā)展速度較快，因此，近些年已經(jīng)取得了一定的成績。然而，與西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水相比，尤其是在具體實(shí)施應(yīng)用層面，仍處于落后狀態(tài)?；诖?，必須進(jìn)一步擴(kuò)大科研團(tuán)隊(duì)人員的數(shù)量，積極研發(fā)新技術(shù)形式，并學(xué)習(xí)西方國家的經(jīng)驗(yàn)，使我國技術(shù)從早期的引進(jìn)逐漸變成自主研發(fā)，響應(yīng)“中國創(chuàng)造”的理念。在未來，機(jī)電一體化技術(shù)將向自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)方向發(fā)展，并與煤礦開采技術(shù)相配合，創(chuàng)建具備綜合性特點(diǎn)的信息體系，從而對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫予以完善，使所有產(chǎn)品的加工和銷售全部通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行，創(chuàng)建相應(yīng)的信息網(wǎng)絡(luò)，促使煤礦企業(yè)的發(fā)展更具科學(xué)性、安全性以及有效性。

結(jié)語

在煤礦中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢(shì)。在煤礦生產(chǎn)中要注重發(fā)揮技術(shù)進(jìn)步的優(yōu)勢(shì)，借助技術(shù)進(jìn)步提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。此外，要結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)現(xiàn)有的煤礦生產(chǎn)方式進(jìn)行創(chuàng)新。

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（作者單位：中煤集團(tuán)山西華昱能源有限公司）