藺恩忠

摘要：主要簡(jiǎn)單介紹了機(jī)電一體化的相關(guān)內(nèi)容，闡述了礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用作用，分析了礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用，探討了礦山機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的有效措施，研究了機(jī)電一體化技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用前景，旨在加強(qiáng)對(duì)礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用的研究，充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)作用，改變傳統(tǒng)的礦山機(jī)械運(yùn)用模式，提高礦山機(jī)械水平，從而推動(dòng)礦山機(jī)械工程的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械??機(jī)電一體化??技術(shù)作用??有效措施

中圖分類號(hào)：TD92

Function?Analysis??andof?the?Application?ofon?the?Function?of?Mechatronicals?Technology?in?mMining?Machinery?and?Its?Application

LIN?Enzhong

（Shandong?GreatFangda?Engineering?Co.，?Ltd.，?Zibo，?Shandong?Province，?255100?China）

Abstract：?This?paper?mainly?briefly?introduces?the?related?content?of?mechatronics?technology?in?mining?machinery，.?includingIt?expounds?the??application?functoion?of?mechatronical?technology?in?mining?machinery，application?of?mechatronics?in?mining?machinery，?analyzes?theits?application?in?mining?machinery?of?mechatronics?technology?in?mining?machinery，?and?discusses?theits?effective?application?measures?in?mining?machinery?of?mechatronics?technology?in?mining?machineryon?operation，.?It，?and?studies?theits?application?prospect?of?mechatronics??technology?in?mining?machinerys?in?mining?machinery，?aims?ing?to?strengthen?the?study?of?its?mechatronics?in?mining?machineryapplication?of?in?mining?machinerythe?technology，?give?full?play?to?theits?role?of?mechatronics，?change?itsthe?traditional?application?model?ofin?mining?machinery?，?and?improve?the?level?of?mining?machinery，?so?as?to?promote?the?sustainable?development?of?mining?machinery?engineering，?and?maximize?the?comprehensive?benefits.

Key?Words：?Mining?machinery;?MechatronicsMechanical?and?electrical?integration;?Technical?function;?Effective?measures

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，礦山機(jī)械工程也隨之蓬勃發(fā)展，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，受到人們的廣泛關(guān)注。在科學(xué)技術(shù)日新月異的背景下，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械中，礦山機(jī)械機(jī)電一體化已經(jīng)成為當(dāng)下發(fā)展的必然趨勢(shì)，必須予以高度重視，不容忽視。機(jī)電一體化在礦山機(jī)械中運(yùn)用，有著較高的應(yīng)用價(jià)值，其以自動(dòng)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，需參考礦山機(jī)械設(shè)備的工作原理。礦山機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)，涉及的關(guān)鍵技術(shù)較多，具有一定的復(fù)雜性，需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行研究，以全面了解機(jī)電一體化技術(shù)的作用，提高機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用水平。

1??礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)有作用

礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，具有重要作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是有利于提高礦山開采效率。相較于傳統(tǒng)的礦山開采來說，機(jī)電一體化技術(shù)支持下的機(jī)械設(shè)備有著較高的自動(dòng)化水平，對(duì)人為操作的依賴程度有所下降，這在一定程度上提升了設(shè)備運(yùn)行效率，而且可減少人員傷亡，提高開采作業(yè)的安全性[1]。采礦機(jī)械設(shè)備的使用復(fù)雜程度被簡(jiǎn)化，對(duì)于一些重復(fù)性動(dòng)作能夠利用智能系統(tǒng)來進(jìn)行自動(dòng)化控制。二是有利于提高資源利用率。我國地大物博，有著豐富的礦藏資源，但是部分礦藏的開發(fā)難度較大，如若只是依賴于人工采礦很難取得良好的效果。而機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用，則能夠提高礦山機(jī)械設(shè)備水平，在一定程度上降低開采難度，有利于進(jìn)一步推動(dòng)礦產(chǎn)開采工作的發(fā)展，提高資源開采和利用水平[1]。三是有利于保障礦山開采安全。相較于傳統(tǒng)的礦山機(jī)械來說，機(jī)電一體化技術(shù)下的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全系數(shù)更高，這是因?yàn)槠渲悄芑?、自?dòng)化水平較高，能夠有效監(jiān)測(cè)作業(yè)環(huán)境下的實(shí)際情況，而且設(shè)備能夠代替人工來開展一些危險(xiǎn)性較高的工序，為人員作業(yè)提供了重要的安全保障。四是礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，有利于減少能源損耗。礦山機(jī)械設(shè)備的一體化，在一定程度上減少了無用功，節(jié)約了電能消耗，也降低了資金成本投入。

2?礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用

2.1?礦井提升機(jī)中的運(yùn)用

在礦山開采工程中，礦井提升機(jī)是重要的機(jī)械設(shè)備，其作用在于下放和提升開采人員、設(shè)備或礦石等。新技術(shù)的日新月異下，礦井提升機(jī)的類別越來越多，設(shè)備性能也逐步改善，充分運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù)。傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)自身空間非常小，設(shè)備運(yùn)行效率不高，而且不具備較好的安全性[2]。而機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)下的礦井提升機(jī)具有較高的自動(dòng)化水平，復(fù)雜井下、井上作業(yè)環(huán)境也能夠使用較大體積的提升機(jī)，同時(shí)還配備了各類傳感器和限制器，運(yùn)行安全系數(shù)大大提升。礦井提升機(jī)在升、降運(yùn)行時(shí)，各類傳感器持續(xù)工作，能夠直接向相關(guān)人員展示距離井口的位置，方便控制提升速度，保證提升的平穩(wěn)性。ZTK（E）礦用防爆提升機(jī)電控裝置包含兩套PLV系統(tǒng)和兩套測(cè)速裝置。一套完成提升的主控功能，一套完成提升機(jī)的監(jiān)控功能，兩套系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，完成相互監(jiān)控。電控裝置中的“安全回路”采用硬軟件設(shè)計(jì)和“雙線制”設(shè)計(jì)。硬軟件“安全回路”相互閉鎖，同時(shí)動(dòng)作。重大故障如過卷、超速、限速、減速等采用多重保護(hù)。電控裝置具有半自動(dòng)，手動(dòng)和檢修控制方式，能對(duì)提升機(jī)安全保護(hù)功能進(jìn)行模擬測(cè)試。電控裝置具備提升機(jī)的行程監(jiān)控（行程保護(hù)、位置控制）和速度監(jiān)控（速度保護(hù)和速度控制）功能。而且機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用后的礦井提升機(jī)還具備自我診斷能力，有利于操作人員全面了解設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)于可能發(fā)生的危險(xiǎn)進(jìn)行警報(bào)，一旦遇到危險(xiǎn)能夠自動(dòng)制動(dòng)設(shè)備[3]。

就目前而言，在礦井提升機(jī)中使用機(jī)電一體化技術(shù)，可聯(lián)合運(yùn)用芯片和PLC外端，這有利于從整體上來把控礦井提升機(jī)，充分發(fā)揮軟件功能，加強(qiáng)對(duì)硬件和軟件的保護(hù)，確保礦井提升機(jī)的正常運(yùn)作，防止其發(fā)生轉(zhuǎn)差沖擊問題。機(jī)電一體化技術(shù)還可以針對(duì)提升操作系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)，有利于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備零件故障問題。

2.2采礦機(jī)中的運(yùn)用

現(xiàn)如今的采掘機(jī)設(shè)備更加高科技，具備自動(dòng)控制牽引轉(zhuǎn)速的能力，同時(shí)還可以控制發(fā)電機(jī)負(fù)載，帶有一系列的智能動(dòng)作，如輔助作業(yè)、調(diào)高搖臂、擋板傾斜等，而且可及時(shí)檢測(cè)一二十種設(shè)備故障，并做出提示，完整記錄了采礦及實(shí)際運(yùn)行中的各項(xiàng)參數(shù)，如電流參數(shù)、轉(zhuǎn)速參數(shù)、壓力參數(shù)等，有利于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況。ZZK127煤礦用綜采工作面自動(dòng)控制裝置采用變頻器輸出驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)，實(shí)現(xiàn)煤機(jī)的牽引調(diào)速。使用了電流互感器、壓力傳感器、溫度傳感器、甲烷傳感器等各種檢測(cè)信號(hào)主控器進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)；采用本安型遙控器，與內(nèi)置電控箱中的接收裝置組成無線遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤機(jī)的滾筒升降、破碎、牽引及急停等操作。主控制箱接收控制信息，進(jìn)行邏輯判斷，控制系統(tǒng)運(yùn)行并在顯示系統(tǒng)顯示，端頭站通過串口通信傳遞數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、上傳和查詢操作。采礦機(jī)中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上提高了牽引轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)能力，有利于實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，具備恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)、恒牽引力功效[4]。

2.3支護(hù)設(shè)備中的運(yùn)用

現(xiàn)代使用的支護(hù)設(shè)備大多都依賴于液壓系統(tǒng)，而且設(shè)備具有電氣控制功能，機(jī)電一體化技術(shù)在支護(hù)設(shè)備中有著較好的運(yùn)用。液壓支護(hù)對(duì)壓力的調(diào)整是依賴于乳化液的控制，整個(gè)液壓支護(hù)設(shè)備中貫穿了機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用[5]。其中乳化液本站輸出控制，決定了設(shè)備的壓力數(shù)值，可通過系統(tǒng)來精確控制液壓支護(hù)設(shè)備的啟動(dòng)、關(guān)閉。所設(shè)置的分布式床拿起系統(tǒng)，則有利于全面監(jiān)控液壓支護(hù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，觀察其是否存在壓力的異常變化能夠發(fā)出警示。液位的高度則受壓力情況的影響，可通過液位傳感器來進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接上傳到控制系統(tǒng)中。

以液壓支撐電液控制為例，在礦井開采中所有升降機(jī)支撐活動(dòng)，都需要通過多缸液壓來完成，人工手動(dòng)對(duì)多缸液壓運(yùn)動(dòng)力度、速度進(jìn)行控制，難以取得較為精準(zhǔn)的效果，容易出現(xiàn)操作失誤，這會(huì)降低采礦生產(chǎn)質(zhì)量，引發(fā)安全問題。例如：ZDYZ?液壓支架電液控制裝置在液壓支架改造上的應(yīng)用，在原有片閥基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，增加片閥驅(qū)動(dòng)裝置，壓力傳感器、傾角傳感器、行程傳感器、紅外接收器等采集單元，實(shí)現(xiàn)電液控，結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)供電、控制、采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有限或無線操控，實(shí)現(xiàn)單動(dòng)作、成組、自動(dòng)跟機(jī)、數(shù)據(jù)采集顯示并上傳等功能。在機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用后，液壓支架系統(tǒng)逐步走向自動(dòng)化，能夠?qū)嵤┏绦蚧纳a(chǎn)管理工作，克服了過去人力管理中的問題。液壓支架電液自動(dòng)系統(tǒng)由多個(gè)部分構(gòu)成，主要有分支控制箱、泵、氣壓傳感器、電液柜等。由主家用機(jī)對(duì)支架控制柜發(fā)出相應(yīng)的支架操作指令，各類傳感器來進(jìn)行信息監(jiān)控和反饋，為下個(gè)控制操作提供重要依據(jù)。同時(shí)，主家用機(jī)還具備自行編程和參數(shù)調(diào)控等功能，實(shí)現(xiàn)了智能化管控，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)采掘模式。

2.4帶式傳輸機(jī)中的運(yùn)用

帶式傳輸機(jī)在礦井開采生產(chǎn)中起到了運(yùn)送作用，其具備較高的工作效率，穩(wěn)定性不錯(cuò)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，現(xiàn)代帶式運(yùn)輸機(jī)的功能也越發(fā)強(qiáng)大。由于礦井不同，輸送傾角也有所不同，在一些較深、較大的礦井中運(yùn)行帶式運(yùn)輸機(jī)，必須把控好輸送傾角，控制運(yùn)送量，全面監(jiān)測(cè)帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行情況，否則一旦出現(xiàn)問題很容易中斷運(yùn)輸工作[6]。機(jī)電一體化技術(shù)在帶式傳輸機(jī)中運(yùn)用，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備動(dòng)力和啟動(dòng)程序的控制，而且還能夠進(jìn)行設(shè)備的異常情況自檢工作。ZXX12礦用掛軌式巡檢裝置在皮帶巷內(nèi)的使用，可實(shí)現(xiàn)全面巡檢、專項(xiàng)特訓(xùn)、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)幾種模式，具有自動(dòng)巡檢延巷道內(nèi)輸送機(jī)托輥和滾筒異常診斷、自動(dòng)監(jiān)測(cè)輸送機(jī)跑偏狀況診斷、自動(dòng)監(jiān)測(cè)輸送機(jī)輸送物料異物識(shí)別、自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸送帶表面損傷和縱撕診斷、自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸送機(jī)物料流量數(shù)據(jù)等功能。這些功能依賴于可編程控制器技術(shù)、傳感器的應(yīng)用，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸送問題，保證運(yùn)輸安全，在處理上更加靈活。

3?礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用的有效措施

3.1?融入綠色節(jié)能理念，規(guī)范技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略

為在礦山機(jī)械中有效運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)理念，貫徹落實(shí)綠色環(huán)保政策要求，堅(jiān)持綠色節(jié)能理念，以降低礦山機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的能源損耗，促進(jìn)設(shè)備工作效率的提升，減少污染物排放量?？沙浞职l(fā)揮電子信息控制器的作用，使用生物燃料，不斷地提升機(jī)電一體化技術(shù)水平。

與此同時(shí)，還要進(jìn)一步規(guī)范技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。相關(guān)人員要開放思維，圍繞機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用需求，來制定科學(xué)的開發(fā)策略。要確定所使用技術(shù)的科學(xué)性、合理性，從整體上統(tǒng)籌管理先進(jìn)機(jī)電裝置，制定完善的項(xiàng)目分配計(jì)劃，靈活運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段，以有效適應(yīng)當(dāng)下的環(huán)境變化。要基于電子信息科學(xué)技術(shù)，從多方面來設(shè)計(jì)先進(jìn)機(jī)電設(shè)備，規(guī)劃智能化運(yùn)行，從而提升機(jī)電一體化的精度和自動(dòng)化水平。

3.2?完善管理制度，建立健全人才培養(yǎng)機(jī)制

在礦山機(jī)械中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，應(yīng)當(dāng)制定完善的管理制度，建立健全的技術(shù)管理體系，以便于全面把控整個(gè)礦井的實(shí)際作業(yè)情況，使各項(xiàng)作業(yè)有據(jù)可循、有法可依，保障機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行，為礦山開采工作質(zhì)量奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，充分發(fā)揮機(jī)電一體化科學(xué)技術(shù)的作用[7]。

除此之外，還要建立健全科學(xué)的人才培養(yǎng)機(jī)制。礦山機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)相關(guān)操作人員的專業(yè)技能提出了更高要求。為避免人為操作失誤，提高機(jī)電運(yùn)行效率，則需要定期加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員的培養(yǎng)，幫助其掌握先進(jìn)設(shè)備的操作方式，基于礦井生產(chǎn)過程來選擇適宜的培訓(xùn)內(nèi)容。同時(shí)強(qiáng)化人員的責(zé)任意識(shí)，使之認(rèn)真投入于實(shí)際工作中，維護(hù)礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，降低設(shè)備故障率，突出機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

4?結(jié)語

總而言之，在礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，并且具有較高的應(yīng)用價(jià)值。機(jī)電一體化技術(shù)支持下的礦山機(jī)械設(shè)備有著豐富的功能，而且運(yùn)行效率非常高，運(yùn)行過程也十分安全。

參考文獻(xiàn)

[1]寇薈闊.機(jī)電一體化系統(tǒng)在礦山機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2023（2）：232-234.

[2]齊朋亮.機(jī)電一體化技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究[J].建筑機(jī)械，2022（9）：54-57.

[3]陳明君.機(jī)電一體化技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用[J].礦業(yè)裝備，2021（5）：264-265.

[4]鄭勇.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2021，37（9）：191-193，202.

[5]李鴛.基于數(shù)字孿生的礦山機(jī)械裝備復(fù)雜零件動(dòng)態(tài)建模[J].機(jī)床與液壓，2021，49（18）：160-165，192.

[6]丁恩杰，俞嘯，廖玉波，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山機(jī)械設(shè)備狀態(tài)智能感知與診斷[J].煤炭學(xué)報(bào)，2020，45（6）：2308-2319.

[7]吳新佳.CAD/CAE技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用：評(píng)《礦山機(jī)械CAD/CAE案例庫》[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2020，40（1）：167.