(淮河能源控股集团淮矿现代物流有限责任公司 安徽淮南 232001)
摘要：机电一体化技术和产品的发展，是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径，实现矿山机电一体化，可以扩大煤矿应用领域、提高煤矿开采效率、优化人员配备，还以提高煤矿生产的综合实力、优化煤矿管理水平、提高企业的经济效益。本文对机电一体化技术进行了概述, 重点介绍了机电一体化技术在煤矿生产中的应用，简要介绍了机电一体化技术的发展历程和趋势, 论述了机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义。
关键词:煤矿；机电一体化；应用；趋势
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械,更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。
1发展机电一体化技术在煤矿中的意义
1.1 提高生产效率
当前，煤矿企业在生产方式上已经逐渐从以往的人力转变为机械化，以此提升煤矿生产效率。机械化替代人工劳作，能够在繁重的机械劳动中将人类解救出来，进而实现人力资源的合理配置与优化。如若人力长时间处于工作状态，会产生排斥性的疲劳感。但是，机械不会出现此状况。只要对自动化机械定期开展各种保养维护工作，机械能够长时间处于高强度运转状态，其生产力是人力的成百上千倍，因此能够大幅提升煤矿生产效率。
1.2使用安全性和可靠性提高。
机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来，而且还能降低发生事故和危险的几率，防止工伤和职业病的发生,保证了矿工的生命安全。
1.3调整和维护方便。
机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品， 可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
1.4 提高经济效益
煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。
2机电一体化技术在煤矿中的应用
2.1 机电一体化技术在采煤机中的应用
机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;可用于大倾角煤层。牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,可用在40°～50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好;结构简单、效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%～70%左右。
2.2支护设备
煤矿支护设备在液压支架中较为多用，此外还有电液控制，但均具有相同的工作原理，即均采用双向邻架定压或自动移架成组，以此最大化降低对顶板与支架所产生的冲击。液压装置要想处于工作状态，必须有高压液体，而此设备便是专门提供高压液体的核心装置。智能化配液系统与供液系统，对于乳化液泵站装置在供液能力方面的提升具有重要的促进作用。在乳化液泵站装置上，当其配置有较高灵敏度的传感器时，不仅能够对乳化液浓度及高低液位校正自动控制，而且还可对其实时检测。当存在异常状况时，自动报警，确保支护设备始终处于正常的运作状态，从而为井下工作面安全提供充足保障。此外，将其结合电控运用，能够自动控制支架；将其结合于采煤机，可使工作面在无人操作的情况下正常运作。
2.3 煤矿安全生产监控系统
各种具有较高灵敏度的传感器的运用，使得煤矿安全生产监督管理系统成为现实。高灵敏度传感器不仅能够布置在巷道的支撑机械上，而且还可布置在采掘机械及运输机械上，从而能够对掘进工作与煤炭运输的进程进行实时检测。掌握各系统的实际运行状态，判断其是否需要进行调整与维护。通过检测支护设备，可以实时了解巷道地质结构有无显著改变，及时查知事故前兆与隐患，为煤矿安全生产提供保障。
2.4 其它
煤矿机电一体化设备液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。
3机电一体化技术发展趋势
煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。煤矿机电一体化技术的未来发展趋势未来煤矿机电一体化设备将会向智能化、程序化、小型化和信息化的方向发展，将会以计算机核心技术为主导，研发自主知识产权的核心装置，同时会与现场总线技术相结合，采用以工业以太网技术来控制该系统的目的。对于计算机控制系统和辅助系统的研发也将进入一个新的时期。对于一些危险区域，井下机器人的研发也将成为未来一个大趋势。机电一体化未来的发展方向是：光机电一体化方向，柔性化方向，智能化方向，仿生物系统化方向，微型化方向。
4 结束语
机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广, 使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，智能化程度也越来越高。因此，采用新的机电一体化技术装备的煤矿企业，会获得更加显著的技术、经济和社会效益，循环促进、不断发展下去,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。
参考文献：
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