李巖

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，不同學(xué)科的交叉滲透推動(dòng)了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命。機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)和信息技術(shù)等互相滲透的產(chǎn)物，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的應(yīng)用與推廣是煤礦安全生產(chǎn)的重要組成部分。本文首先闡述了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的概念，分析了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在煤礦井下機(jī)械中的應(yīng)用的價(jià)值，最后分析了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械;機(jī)電一體化;設(shè)計(jì)應(yīng)用;發(fā)展趨勢

前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，煤礦機(jī)械化生產(chǎn)已成為常態(tài)。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)備的有機(jī)結(jié)合。煤礦的主要功能和機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)煤礦綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。為增強(qiáng)我國煤炭生產(chǎn)綜合實(shí)力，全面提高煤炭企業(yè)效益，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)，為煤炭企業(yè)信息化建設(shè)提供重要技術(shù)支撐。加強(qiáng)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在煤炭生產(chǎn)、開采和運(yùn)輸中的應(yīng)用和推廣，具有非常強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué)科，是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在國外機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。科學(xué)家們將信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)有效地結(jié)合起來，為機(jī)械制造業(yè)注入了新的活力。大大提高挖煤礦機(jī)的性能，為機(jī)電一體化開辟了一條獨(dú)立的科學(xué)發(fā)展道路。

2、煤礦機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

2.1提高運(yùn)營效率

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低了煤礦生產(chǎn)對人力的依賴性，有效解決了人力資源管理的不平衡問題。通過提高產(chǎn)品的精度和智能化，提高煤礦企業(yè)的運(yùn)營效率，從而提高市場競爭力。

2.2提高安全生產(chǎn)水平

煤礦安全一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。提高煤礦安全生產(chǎn)水平是我國煤礦生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高了煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的機(jī)械化水平，用機(jī)械設(shè)備代替人工勞動(dòng)。同時(shí)，技術(shù)人員更多地參與遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控等技術(shù)，確保人身安全。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和安全隱患檢測，降低煤礦設(shè)備運(yùn)行中的安全隱患。

2.3節(jié)能性和環(huán)保性更好

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，將進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)備的性能，降低能耗。更先進(jìn)的機(jī)電一體化掘進(jìn)機(jī)將具有更高的可操作性，減少開采對環(huán)境的影響。同時(shí)，環(huán)境友好型機(jī)電一體化設(shè)計(jì)得到了國家和社會(huì)的大力支持。

3、煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

在我國目前的煤炭生產(chǎn)中，由于開采難度越來越大，對提高開采效率和智能運(yùn)輸機(jī)械提出了更高的要求，這對完善井下運(yùn)輸系統(tǒng)具有重要意義。帶式輸送機(jī)系統(tǒng)一般采用電控核心和交直流變頻器作為輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式。煤礦逐步實(shí)現(xiàn)大容量、高強(qiáng)度的帶式輸送機(jī)。微機(jī)控制功能逐步豐富，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)保護(hù)和快速故障處理，有效解決了皮帶跑偏、打滑等問題。

3.2機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在在采煤機(jī)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)與采煤機(jī)相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，可以提高采煤機(jī)的牽引和控制性能，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的控制強(qiáng)度，保障采煤機(jī)的制動(dòng)性能良好。煤層傾角越大，制動(dòng)性能越明顯。實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的參數(shù)控制。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)有效地減少了故障，提高了采煤機(jī)在惡劣工況下的工作效率，實(shí)現(xiàn)了煤礦的綜合監(jiān)控，大大提高了煤礦的安全可靠性。

3.3機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用

掘進(jìn)機(jī)是煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要設(shè)備，其電力系統(tǒng)較為復(fù)雜。礦用防爆壓力開關(guān)箱應(yīng)與液壓系統(tǒng)充分配合，驅(qū)動(dòng)機(jī)械掘進(jìn)設(shè)備掘進(jìn)?；跈C(jī)電一體化設(shè)計(jì)的掘進(jìn)機(jī)主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是顯示性能強(qiáng)，能夠顯示作業(yè)狀態(tài)和周圍環(huán)境信息，供操作人員或管理人員了解和分析。二是防護(hù)功能完善，充分保障設(shè)備和人員的安全。三是結(jié)構(gòu)相對緊湊，能夠適應(yīng)地下隧道狹窄的環(huán)境，以及機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用。為了保證電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對電機(jī)溫度和電流互感器的信號進(jìn)行接收和分析。傳感器和相關(guān)程序?qū)⒖焖僮R別故障類型并進(jìn)行有效匹配。

3.4機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過礦井生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的在線監(jiān)測、自動(dòng)報(bào)警和故障自診斷，完成對發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和工作設(shè)備的在線監(jiān)測任務(wù)，完成對制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的在線監(jiān)測。上世紀(jì)80年代初，我國煤礦采用了安全監(jiān)控系統(tǒng)。礦井監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用極大地改善了煤礦的工作環(huán)境和安全狀況。實(shí)踐證明，安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)管理中發(fā)揮著重要作用。提高了采煤機(jī)的工作效率，簡化了設(shè)備的維護(hù)和檢查。

4、煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和煤礦企業(yè)需求的不斷增加，人們越來越重視機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了煤炭機(jī)電一體化的快速發(fā)展和煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化設(shè)計(jì)主要向以下幾個(gè)方向發(fā)展。

4.1向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要成就。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和快速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的變化，隨著各種遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程控制終端本身就是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.2向智能化方向發(fā)展

智能化是當(dāng)代人類社會(huì)技術(shù)研究的一個(gè)重要方向。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用，實(shí)際上是一種智能化的升級和優(yōu)化。機(jī)械設(shè)備通過對地下空氣和圍巖狀態(tài)的監(jiān)測，及時(shí)解決井下開采中的主要安全問題，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)生成分析報(bào)告。如果風(fēng)險(xiǎn)不利于安全生產(chǎn)和質(zhì)量，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出預(yù)警，并采取一定措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

4.3向輕量化和微型化方向發(fā)展

傳統(tǒng)的采煤機(jī)械具有規(guī)模大、能耗高的特點(diǎn)。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)將簡化各種系統(tǒng)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的輕量化生產(chǎn)，將各種機(jī)械與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成，降低機(jī)械自動(dòng)化的復(fù)雜性。

5、結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)將越來越廣泛地應(yīng)用于煤礦。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，可以大大提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高煤礦的安全性。因此，必須加強(qiáng)煤礦機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究，加大資金支持力度，推進(jìn)安全生產(chǎn)、高效綠色煤礦建設(shè)。

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