機電一體化技術在煤礦機械中的應用研究

摘 要：煤炭領域作業任務繁重，風險程度較高，極有必要采用機電一體化技術來減輕工人勞動強度，減少作業風險。從安全保障及生產效率提升層面來看，煤炭行業中的機電一體化技術極具決定性，也是煤礦研究探索的一個焦點話題。論文以煤礦機械設備研發為研究對象，對各國各地區煤炭機械裝置的研發概況及發展趨勢進行初淺分析，具體闡述了機電一體化技術及其在煤礦行業內的應用。

關鍵詞：機電一體化技術;煤礦機械;煤礦機電的應用

0 引言

信息時代、科技時代已經形成，各行各業技術研發正以一日千里之勢向前快速發展，機電一體化技術即為現代科技的一個代表。這項日臻完善的現代科技成果正在各領域發揮著決定性功能，給人類生產和生活創造出諸多便利。更重要的是，基于機電一體化技術的各種新設備陸續問世，社會整體發展同步推進，煤礦行業即為機電一體化技術應用最多、效果最好的行業之一，直接決定著現代煤礦開采效率。因此自動化、智能化越來越成為煤礦機械設備的選擇標準，現代煤礦經濟也就此漸呈機械采礦、無人操作的大型設備發展態勢。特別在機電一體化技術與信息技術持續發力前提下，微電子技術、智能機器人研發成效顯著，更進一步提升了煤礦機械設備作業效率及安全保障水平。

1 煤礦機電的應用概況

我國是發展中國家，工業發展起步較晚。盡管中國技術曾經驚艷世界，但近代以來，我國科技明顯落后于西方發達國家?，F代中國知恥而后勇，特別是改革開放以來，我國科技研發突飛猛進。截至目前，我國機電一體化技術已能有效滿足各行各業需要，但依然落后于發達國家，因此完善空間依然較大。國產煤礦機械動力系統包括三大部分，即電機、急速器和輔助運動執行裝置，存在笨重、復雜、效率低、控制系統易變、故障率較高等現實缺陷。但在科技人員持續努力下，這一現狀已有明顯改變，特別在電子科技、機電一體化技術發展速度加快前提下，我國煤炭采集設備體積小型化趨勢明顯，控制系統與執行元件協同性不斷改進，功能日益豐富，質量與效率穩步提升。

1.1 采煤機中的機電一體化技術應用

以機電一體化技術為基礎設計而成的煤礦機械設備優勢顯著超過傳統煤炭采集裝置：

1.1.1 牽引力更大，穩定性更好

以機電一體化技術為支撐設計而成的煤炭采集設備牽引力明顯超過傳統設備，動力輸送更加穩定，掘進效率顯著超越傳統設備，能將掘進過程中的各種障礙迅速、安全消除。自控程序在設備下滑時可以將制動指令發出，設備安全性高。

1.1.2 有防滑裝置

現代采煤設備中的防滑裝置可以全面延伸制動力矩長度，增強各種作業環境適應性，比如，傳統設備無法作業的大坡度作業場景對于現代采煤設備來說已經不再存在，設備靈活性及效率不斷提升，安全保障水平逐步提高。

1.1.3 機械結構差異

液壓原理在傳統采煤設備中應用比較普遍，因此其設備磨損率也比較高。采用機電一體化技術設計的現代采煤設備則有效改進并完善了這個缺陷，磨損率明顯下降，設備穩定性提升效果明顯，故障率更低，使用壽命延長。明顯延伸了設備維護保養周期，保養任務、成本雙雙下降。

1.1.4 傳感器豐富

傳感器是一項現代科技，其應用極為普遍。采煤設備同樣應用了大量傳感設備，因此現代采煤設備靈活性比傳統設備空前提升，無論是作業精度還是反應速度均已遠遠領先于傳統設備，超負荷運行情況成為歷史。

1.2 采煤機中機電一體化技術的功能

由于作業環境惡劣，作業風險高，采礦行業歷業讓人談之色變。因此極有必要深入研究這一領域有安全預警能力技術、設備。機電一體化技術讓這種期待成為現實可能，礦山救援機器人可以取代人工搜救，完成人類無法到達區域執行搜救任務，其優勢主要表現在：

（1）精準定位。采煤工作人員一旦受困，礦山救援機器人能迅速介入并鎖定受困者所處方位，對井下可燃氣體、風向及有毒物質的含量、成分等展開檢測，為安全施救提供有效數據支撐。

（2）自動識別障礙物。模擬視覺系統讓礦山救援機器人具備了障礙物自動規避功能，靈活性明顯提升。

（3）迅速發現警報信號，引導人員從風險地帶迅速撤離。

（4）井下待機，對井下視頻信息展開同步檢測，向控制中心發送測獲信息，協助地面指揮。

2 機電系統在煤礦中的地位

煤礦井下環境復雜異常，各種毒氣、粉塵充斥其中，凡此等等均為高風險因素，稍有不慎即有可能威脅井下作業人員的生命安全。但基于現代科技的采煤機械裝置可以將各種風險因素提前測獲，向作業人員及井上指揮中心發出預警信號，引導井下作業者提前做好安全防范，確保井下工人身體健康傷害及安全風險最小化。為工人向安全地帶撤離提供引導。即便是撤離受阻導致被困，現代機電系統設備同樣能掃清障礙，增加受困人員的生存幾率。因此煤礦機電系統投入運行以來，煤礦工人人工作業量顯著減輕，采煤安全保障進一步提高，此類采煤設備的價值、地位由此可見。

3 結語

現代煤礦行業發展與高科技之間的聯系越來越緊密，如何在滿足現實需要及安全保障之間實現平衡，做到兩者兼顧，利用機電一體化技術加強現代采煤設備的安全性等，日益引起各界普遍重視。機電一體化技術在煤礦開采設備中的決定性作用已經被證實，但煤礦開采過程中的安全風險依然較高，安全事故依然屢有聽聞，因此對于科技人員及煤礦生產主管部門來說，當務之急是如何將以機電一體化技術為引領的各種現代科技融入煤礦開采設備，提升采礦行業的安全系系，兼顧煤炭開采過程中的安全、質量與效率。

參考文獻：

[1]徐雷.論煤礦機電一體化技術在煤礦機械中的應用[J].機械管理開發，2016（07）：127-128.

[2]張良.淺談機電一體化技術在煤礦機械設備中的應用[J].山東工業技術，2018，267（13）：85.

[3]李酉杰.機電一體化技術在煤礦機械中的應用與發展[J].機械管理開發，2017，32（03）：155-157.

作者簡介：梁杰（1997-），男，安徽馬鞍山人，本科在讀，研究方向：機械設計制造及其自動化。