毋曉軍

（陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

0 引言

在目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的形勢(shì)下，社會(huì)對(duì)煤炭資源的需求量也在持續(xù)增加，增加了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)壓力。由于煤炭資源不可再生，在目前加大煤礦開(kāi)采規(guī)模來(lái)提升開(kāi)采量的同時(shí)，需要不斷提升煤炭開(kāi)采效率并減少資源浪費(fèi)與損耗。結(jié)合目前不斷提升的煤礦機(jī)電技術(shù)，通過(guò)機(jī)電設(shè)備一體化技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)，減少煤礦生產(chǎn)中的人力投入，同時(shí)提升煤炭開(kāi)采效率和人員安全性。

1 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)意義

1.1 提升煤礦生產(chǎn)工作效率

我國(guó)有著悠久的煤炭行業(yè)發(fā)展歷史，傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)主要采用人工作業(yè)方式，目前煤礦生產(chǎn)工作面作業(yè)環(huán)境更加復(fù)雜，傳統(tǒng)作業(yè)方式的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對(duì)煤炭開(kāi)采量和作業(yè)效率的要求。將現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，在改變傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)方式的同時(shí)，通過(guò)先進(jìn)的煤礦機(jī)電設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工作業(yè)方式，確保了煤礦生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，推動(dòng)新型機(jī)電設(shè)備的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在新技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用中，也大幅度降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了作業(yè)效率和開(kāi)采作業(yè)速度。

1.2 提升煤礦生產(chǎn)的安全性

針對(duì)目前規(guī)模不斷擴(kuò)大的煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)，在煤礦開(kāi)采深度不斷加深的同時(shí)，增加了作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜程度和危險(xiǎn)系數(shù)。廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了惡劣作業(yè)環(huán)境中作業(yè)人員的工作時(shí)間，提升了煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)。尤其在煤礦井下生產(chǎn)中的運(yùn)輸、提升、裝載等具有較高危險(xiǎn)性的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，應(yīng)用機(jī)電設(shè)備來(lái)代替人工作業(yè)方式，從繁重和重復(fù)勞動(dòng)中解放作業(yè)人員，有利于提升煤礦生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 提升煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益

在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以提升工作效率，增加煤礦產(chǎn)量，增加煤礦企業(yè)的收益，同步提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)人員的收入。也會(huì)增加在煤礦生產(chǎn)方面的資金投入，改善作業(yè)環(huán)境，進(jìn)而形成良性的作業(yè)循環(huán)，快速提升煤礦企業(yè)整體勞動(dòng)效益和社會(huì)效益。

2 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀分析

煤礦開(kāi)采生產(chǎn)作業(yè)屬于高危作業(yè)類(lèi)型，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以盡量減少人工作業(yè)量，降低煤炭開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)。由于煤礦機(jī)電一體化生產(chǎn)技術(shù)結(jié)合了機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)于一體，通過(guò)對(duì)煤礦生產(chǎn)中各個(gè)開(kāi)采流程的自動(dòng)化控制，提升煤礦生產(chǎn)能力，也推進(jìn)煤礦生產(chǎn)技術(shù)的變革。此技術(shù)是1970 年代引入我國(guó)的，應(yīng)用于綜合性機(jī)械化采煤工作面的設(shè)計(jì)。在近年來(lái)的發(fā)展中，此技術(shù)不僅在煤礦生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中廣泛應(yīng)用，同時(shí)也提升了煤礦生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性。我國(guó)不斷擴(kuò)大煤礦生產(chǎn)規(guī)模、廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的過(guò)程中，也表現(xiàn)出此技術(shù)應(yīng)用方面與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家間的差距。要對(duì)此技術(shù)應(yīng)用的意義進(jìn)行研究和明確，加強(qiáng)總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，確保一體化技術(shù)形式滿(mǎn)足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭資源的需求，推動(dòng)我國(guó)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 煤礦生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 在采煤機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

在我國(guó)悠久的煤礦生產(chǎn)歷史中，使用時(shí)間較長(zhǎng)的傳統(tǒng)開(kāi)采設(shè)備，往往體積、重量較大影響了靈活性，而煤炭開(kāi)采效率和質(zhì)量較低，操作又復(fù)雜。隨著煤礦生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用，煤炭開(kāi)采質(zhì)量明顯提升。采煤機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，在確保生產(chǎn)安全的同時(shí)，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)設(shè)備更高的生產(chǎn)效能，如電牽引采煤機(jī)展現(xiàn)出比傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機(jī)更高的生產(chǎn)效能和整體牽引特性，同時(shí)也表現(xiàn)出更為靈活的操作優(yōu)勢(shì)。在此技術(shù)的應(yīng)用下，在保證采煤設(shè)備應(yīng)用中具有足夠牽引動(dòng)力來(lái)提升開(kāi)采速度的同時(shí)，還可以結(jié)合其具體運(yùn)行情況，如在下滑時(shí)通過(guò)自動(dòng)發(fā)電來(lái)提升制動(dòng)效果，便于其在具有較大傾角煤層開(kāi)采作業(yè)中應(yīng)用。同時(shí)，在此類(lèi)煤層中開(kāi)展煤礦生產(chǎn)，表現(xiàn)出可以確保生產(chǎn)安全、提升開(kāi)采速度與效率等優(yōu)勢(shì)，此類(lèi)型設(shè)備在運(yùn)行中具有更穩(wěn)定的性能。

傳統(tǒng)的采煤設(shè)備在運(yùn)行中，表現(xiàn)出危險(xiǎn)系數(shù)較高和精準(zhǔn)控制難度較大等問(wèn)題，需要配置防滑裝置來(lái)確保其安全生產(chǎn)，使電牽引采煤機(jī)則可以在傾角為40°～50°的煤層范圍內(nèi)安全生產(chǎn)。基于機(jī)電一體化技術(shù)的新型采煤設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅提升其開(kāi)采生產(chǎn)能力，而且表現(xiàn)出更高的安全性和較長(zhǎng)的使用壽命等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，還表現(xiàn)出在出現(xiàn)故障后便于檢修和維護(hù)的特點(diǎn)，靈敏性和動(dòng)態(tài)特性都比較良好。此類(lèi)設(shè)備的外形和整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單、輕便，操作較靈活，一次供電之后保證對(duì)機(jī)械能的完全轉(zhuǎn)化，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需求的同時(shí)，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)牽引采煤機(jī)的轉(zhuǎn)換效率，可以達(dá)到或接近100%的轉(zhuǎn)換效率，表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。

3.2 在提升機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用

提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的常用設(shè)備，主要作用是將煤礦井下開(kāi)采的煤炭資源向地面輸送，保證煤礦井下?lián)碛凶銐虻淖鳂I(yè)空間。傳統(tǒng)提升技術(shù)存在較大危險(xiǎn)性和較低提升效果的現(xiàn)狀，通過(guò)先進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)在提升設(shè)備中的應(yīng)用，推動(dòng)現(xiàn)代煤礦提升設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新，同時(shí)也提升其性能。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行和全數(shù)字智能控制，如在目前煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛的內(nèi)裝式提升機(jī)，其結(jié)合驅(qū)動(dòng)和滾筒的方式，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，表現(xiàn)出應(yīng)用比較廣泛、性能比較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)也簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，使其操作更加便捷，通過(guò)此技術(shù)中更為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和電力電子信息技術(shù)的應(yīng)用，提升了工作性能、安全性能和設(shè)備可靠性。應(yīng)用了總線(xiàn)方式來(lái)對(duì)電器安裝進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，在簡(jiǎn)化相關(guān)配件結(jié)構(gòu)的同時(shí)提升其兼容性，在及時(shí)更新相關(guān)技術(shù)來(lái)提升設(shè)備先進(jìn)性的同時(shí)，提升煤炭企業(yè)開(kāi)采生產(chǎn)效益。

3.3 在輸送機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

面對(duì)目前煤礦開(kāi)采量不斷增加的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的輸送方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足煤炭資源的輸送要求。為了在確保煤炭輸送安全和穩(wěn)定的同時(shí)，滿(mǎn)足日益增加的煤炭輸送量要求，就需要改造傳統(tǒng)的輸送設(shè)備和技術(shù)來(lái)提升輸送效率。輸送機(jī)械設(shè)備作為現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，其中應(yīng)用的帶式輸送設(shè)備，以結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、操作維護(hù)比較方便、可以長(zhǎng)距離和連續(xù)、大量、穩(wěn)定生產(chǎn)來(lái)滿(mǎn)足快速、高效的煤炭生產(chǎn)要求。將機(jī)電一體化技術(shù)與帶式輸送機(jī)進(jìn)行結(jié)合，表現(xiàn)出良好的自動(dòng)化能力，可以保證長(zhǎng)距離輸送的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)也將機(jī)、電、液一體的CST（Controlled Start Trans-Mission，可控啟動(dòng)傳輸裝置）應(yīng)用于輸送機(jī)械設(shè)備和各個(gè)輸送環(huán)節(jié)中，顯著提升此輸送設(shè)備的性能穩(wěn)定性。但是，在上述技術(shù)和輸送設(shè)備的應(yīng)用中，容易因技術(shù)壁壘限制其仍然采用單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅(qū)動(dòng)方式。在目前的設(shè)備一體化過(guò)程中，也表現(xiàn)出監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用不足，或者所用監(jiān)控設(shè)備儀器的靈敏性和可靠性不足，需要針對(duì)上述技術(shù)壁壘加大研究和創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)、應(yīng)用性能更為優(yōu)良的輸送設(shè)備。

3.4 在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)中，做好流程監(jiān)控工作保障礦井安全生產(chǎn)，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用來(lái)保證生產(chǎn)安全。同時(shí)也應(yīng)用此技術(shù)來(lái)不斷創(chuàng)新監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)控制煤炭生產(chǎn)各個(gè)流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全面監(jiān)控和把握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題并快速排除，保證煤礦生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，此外也實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)管理效率的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備中，推動(dòng)煤礦企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。尤其是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采煤設(shè)備、提升設(shè)備、輸送設(shè)備和安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化運(yùn)行和控制的同時(shí)，提升了煤礦生產(chǎn)效率，也通過(guò)智能控制和管理來(lái)提升煤礦生產(chǎn)質(zhì)量和安全性，保障煤炭行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。