機電一體化技術(shù)在礦山機械的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

聶少莉

摘 要：近年來科學(xué)技術(shù)取得了較快的發(fā)展，各行各業(yè)發(fā)展過程中一些新技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，我國工業(yè)生產(chǎn)的整體水平有了大幅度的提升。在這種大背景下，機電一體化技術(shù)取得了較大的發(fā)展，并在礦山機械中廣泛應(yīng)用，不僅有效的降低了礦山機械的能耗，全面提高了礦山機械采礦的效率，而且有效地促進了煤礦行業(yè)的快速發(fā)展。文章從機電一體化發(fā)展歷史及其在礦山機械中的重要性入手，分析了礦山機械中機電一體化的主要應(yīng)用，并進一步對機電一體化在礦山應(yīng)用中的綜合技術(shù)及發(fā)展趨勢進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：礦山機械；機電一體化；應(yīng)用；綜合技術(shù)；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TD67 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0112-02

前言

在當(dāng)前礦山機械中，由于微傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、軟件技術(shù)和計算機技術(shù)等的快速發(fā)展并在礦山機械中進行應(yīng)用，有效地推動了礦山機械的智能化、數(shù)字化和自動化水平，全面提升了礦山機械的性能和實用性。通過在礦山機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，有效的促進了新產(chǎn)品的開發(fā)和舊設(shè)備的改造，全面提升了采煤的安全性，對煤礦企業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。

1 機電一體化的發(fā)展歷史

機電一體化發(fā)展的初級階段大致為上世紀(jì)六十年代，這時電子技術(shù)發(fā)展水平還不高，電子技術(shù)與機械技術(shù)并沒有得到有效的結(jié)合，因此綜合兩項技術(shù)開發(fā)出來的產(chǎn)品數(shù)量也較少。到了上世紀(jì)七八十年代，機電一體技術(shù)取得了快速的發(fā)展，控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)在社會各行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，在科技領(lǐng)域中出現(xiàn)了微型計算機和超大規(guī)模的集成電路，這也使機電一體化及其產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用得到大家的重視，這有效的推動了機電一體化的發(fā)展。從上世紀(jì)九十年代到今天，通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)及微細加工技術(shù)等在機電一體化中進行應(yīng)用，同時微機電一體化和光機電一體化等機電一體化的分支也隨之出現(xiàn)，機電一體化加快了智能化發(fā)展的步伐，而且機電一體化產(chǎn)品呈現(xiàn)出較強的數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、集成化、綠色化和人性化的特點。

2 機電一體化在礦山機械中應(yīng)用的重要性

在煤礦企業(yè)發(fā)展過程中，煤礦機械發(fā)揮著非常重要的作用。而且煤礦機械的技術(shù)水平還直接關(guān)系到煤礦工企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。隨著機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用，現(xiàn)有的煤礦機械實現(xiàn)了有效的改造，煤礦行業(yè)的生產(chǎn)力水平和產(chǎn)品質(zhì)量有了較大程度的提升，而且在一定程度上保障了煤礦開采的安全，有效地促進了煤炭企業(yè)的發(fā)展進程。一直以來我國煤礦開采技術(shù)都較為落后，而且在實際作業(yè)過程中，生產(chǎn)機械故障發(fā)生率較高，這也導(dǎo)致作業(yè)人員的生命財產(chǎn)安全無法得到有效的保障。將機電一體化在煤礦機械中進行應(yīng)用，有效地提高了機械設(shè)備的技術(shù)水平，工作效率得以提升，作業(yè)人員的工作強度下降，同時機械設(shè)備安全性能的提高，不僅安全事故發(fā)生機率下降，而且作業(yè)人員的生命安全得到了一定的保障，勞動者的收入水平也有所提升。

3 礦山機械中機電一體化的主要應(yīng)用

3.1 具體在機械中的應(yīng)用

在煤礦機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，這不僅是煤礦機械技術(shù)發(fā)展的必然，同時也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在煤礦工機械改造中應(yīng)用的重要標(biāo)志。在當(dāng)前煤礦機械中，機電一體化主要應(yīng)用在挖掘機、采煤機、帶式傳輸機、支護設(shè)備和礦井提升機等方面，而且在實際應(yīng)用過程中取得了較好的成效，全面提升了煤礦機械的技術(shù)水平。

首先，機電一體化在挖掘機上的應(yīng)用。在當(dāng)前煤礦企業(yè)實際作業(yè)過程中，挖掘機作為不可或缺的重要設(shè)備之一，挖掘機電氣運行系統(tǒng)主要組成部分為操作箱、照明燈、電鈴和開關(guān)箱等，將機電一體化在電氣運行系統(tǒng)中進行應(yīng)用，有效地提高了電氣運行系統(tǒng)的科技含量，確保了其運行的安全。同時將電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)有效結(jié)合，有效地完成挖掘機的具體操作。在挖掘機控制系統(tǒng)中，采用自動化控制技術(shù)來對機械的主控制器和開關(guān)箱的儀表進行控制，可以進一步提升挖掘機的控制性能。

其次，機電一體化在采煤機上的應(yīng)用。煤礦企業(yè)無論是生產(chǎn)效率還是煤炭生產(chǎn)總量都與采煤機具有非常緊密的關(guān)系，可以說采煤機的運行情況與企業(yè)的經(jīng)濟效益息息相關(guān)。在煤礦采煤機中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可以有效地提高采煤機的性能和生產(chǎn)效率。通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)來對采煤機進行改造，這種電牽引采煤機相較于傳統(tǒng)的液壓采煤機，其具有更優(yōu)良的牽引性能，有效地解決了傳統(tǒng)采煤機運行中阻力大及易下滑的問題，而且多余的電能還能夠返送加電力系統(tǒng)中，不僅實現(xiàn)了能源的節(jié)約，而且設(shè)備運行更安全，更具實用性。

3.2 在安全生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用

將機電一體化技術(shù)在煤礦企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控中進行應(yīng)用，可以為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)提供重要的技術(shù)保障。在上世紀(jì)九十年代，機電一體化技術(shù)即開始在煤炭安全監(jiān)測系統(tǒng)中進行探索式應(yīng)用，經(jīng)過幾十年的不斷努力，當(dāng)前煤礦企業(yè)的安全監(jiān)控體系也較為完備，能夠針對煤礦企業(yè)生產(chǎn)特征進行分析，實現(xiàn)對本地區(qū)煤礦開采安全進行監(jiān)控，當(dāng)前應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)智能化水平較高，基本已達到國際先進水平。

4 機電一體化在礦山機械中應(yīng)用的綜合技術(shù)

4.1 液壓支架的機電一體化技術(shù)

在當(dāng)前液壓支架中通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可以促進液壓支架的電液控制，這也是當(dāng)前液壓支架的主要發(fā)展方向。通過電液控制的液壓支架，實現(xiàn)了定壓雙向鄰架，有效的避免了對支架和頂板所帶來的沖擊，不僅提高了勞動生產(chǎn)率，而且實現(xiàn)了人力的節(jié)約，對礦井的現(xiàn)代化發(fā)展具有積極的推動作用。

4.2 帶式輸送機中試點一體化的技術(shù)

作為煤礦井下輸送系統(tǒng)的主要設(shè)備、出煤運煤的中樞載體，帶式輸送機屬于礦山大型設(shè)備，具有自動化、運行可靠、效率高、輸送量大的特點，礦井提升機是機械、計算機、電力電子、自動控制的綜合體，應(yīng)用了總線方式，零備件少，配件簡樸，具備快速通訊功能。我國研制成功的全數(shù)字化直流提升機的計算機系統(tǒng)核心部件是由雙CPU構(gòu)成的。我國的變頻器供電的交流提升機擁有更加安全的保護系統(tǒng)，系統(tǒng)中的兩臺計算機可互相檢測、同步工作，可實時監(jiān)測驅(qū)動回路、制動回路、電源回路以及安全回路 在礦井帶式輸送機中應(yīng)用機電一體化技術(shù)后，可進一步提高輸送機監(jiān)控設(shè)備的靈敏度、可靠性以及使用壽命，極大提高提升機的安全性能。endprint

4.3 監(jiān)控中機電一體化的技術(shù)

礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)充分體現(xiàn)了機電一體化技術(shù)在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用，與美國、英國、德國和法國這些工業(yè)發(fā)達家相比，我國的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)發(fā)展比較晚，隨著經(jīng)濟的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進步，我國通過消化、吸收外國的技術(shù)并結(jié)合國內(nèi)煤礦生產(chǎn)的實際情況研制了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)（如KJ4、KJ2、K90），以K90（煤炭科學(xué)研究院研制）、KJ95（煤炭科學(xué)研究總院常州研究所研制）為例，兩項技術(shù)均采用了Windows操縱系統(tǒng)，具備網(wǎng)絡(luò)連接功能，具有較高的測控分站智能化水平。將安全監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中進行有效應(yīng)用，不僅各項生產(chǎn)活動的安全性得以大幅度提升，而且能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的各種問題，并及時進行處理，有效地降低安全事故的發(fā)生率，保障了煤礦作業(yè)的安全。

5 煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢展望

當(dāng)前我國自己研發(fā)制造的煤礦機電一體化設(shè)備具有智能化、程序化和信息化特點，而且設(shè)備體積較小，更易于操作和維護，性能十分可靠。在煤礦生產(chǎn)中通過應(yīng)用這些設(shè)備，有效的提高了煤礦的生產(chǎn)水平，降低了作業(yè)人員的勞動強度，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造出了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。當(dāng)前我國煤礦機電一體化技術(shù)相較于發(fā)達國家還存在一定的差距，因此還需要加大研究的力度，在今后要重視開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的開發(fā)，這其中應(yīng)以煤礦開采技術(shù)和配套裝備為主導(dǎo)，并進一步增強煤礦機電一體化產(chǎn)品的通信功能，使其與綜合自動化需要有效地適應(yīng)。加快推進煤礦機器人的開發(fā)，并將其作為今后煤礦機電一體化技術(shù)研究的重點。

6 結(jié)束語

近年來科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，這也使機電一體化技術(shù)取得了較大的進步，由于機電一體化技術(shù)將多種先進技術(shù)集于一身，其應(yīng)用范圍不斷擴大，產(chǎn)品也加快了向自動化、數(shù)字化和智能化的發(fā)展。機電一體化技術(shù)在礦山機械中的應(yīng)用，為礦山綜合自動化的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，而且隨著機電一體化技術(shù)在煤礦工程中的廣泛應(yīng)用，礦山機械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增強，這不僅有效地提升了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)能力，而且也對我國煤炭行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展起到了積極的促進作用。

參考文獻：

[1]姚桂玲.機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù)，2011（08）.

[2]侯利華.機電一體化在礦山機械中的應(yīng)用[J].硅谷，2012（01）.

[3]胡福慶.機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013（02）.

[4]王文玉.機電一體化的發(fā)展與在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013（04）.endprint