机电一体化技术在煤矿机械中的应用

　　一、绪论

　　1.1课题背景

　　随着科学技术的快速发展，机电一体化技术得到迅猛提升，从而机电一体化技术广泛应用到了各行各业中。机电一体化技术是一门结合了机械、计算机、信息等技术的新兴技术领域[1]。传统的机械设备只能实现一些较为简单的工作过程，如要人工进行时刻操作，尤其是对于需要控制的机械设备更是如此。而机电一体化技术正好解决了这项问题，实现了自动操控，将人类解放出来。随着近些年煤矿行业安全事故频发，机电一体化技术的应用可以在一定程度上降低安全事故的发生。机电一体化技术不仅显著的降低了工人的劳动强度、改善了工作环境，而且重点的是大大的提高了工作安全系数、提高了生产效率[2]。
　　机电一体化是近年来煤矿机械行业应用最广泛的技术之一，在促进机械进步方面发挥了非常重要的作用。机电一体化技术不仅涉及硬件问题，还涉及升级许多软件[3]。它是一门重要的边缘技术学科。该技术引入微电子技术，提高机械的机械，机械和功能，并集成和互穿各种科学技术，解决传统机械的物流和能量流问题。图1所示为机电一体化技术在煤矿机械中的应用。

　　图1机电一体化技术在煤矿机械中的应用

　　随着机电一体化技术的不断成熟和快速发展，机电一体化技术在煤矿机械领域的应用已成为21世纪煤矿机械领域的重要研究课题之一。目前，人们对现代矿山的要求越来越高，要求高效，高产的采煤，这需要先进的科学技术知识和理论指导[4]。对于我国的煤矿开采机电一体化技术来说虽然取得了很大进步，但与先进的国家来比，它仍然还存在着很多的不足与不成熟，根据我国现在的机电一体化技术进行分析和研究，可以看出我国不仅对技术中自动化安全生产监督管理方面有着不错的成就，而且对于煤矿机械中的重型机械也能够进行很好的养护，同时机电一体化技术还可以持续发展应用于煤矿企业中。煤矿机械的目标是朝着沉重，无人和智能的煤炭开采业的方向发展。因此，研究机电一体化技术在煤矿机械中的应用对提高采煤行业的安全与效率具有重要意义。

　　1.2主要研究内容

　　机电一体化技术逐渐成为学者们所研究的热门课题之一，本文首先介绍了国内外煤矿机械技术的背景以及当下的发展现状；然后，对机电一体化技术的概念进行了阐述以及机电一体化技术在煤矿机械应用中的重要性进行了分析，其中包括：机电一体化技术有效的提高了开采煤矿的经济效益、机电一体化技术为煤矿开采带来了安全舒适的生产环境、机电一体化技术加速了煤矿企业的改革、机电一体化技术减少电力能源消耗等；其次，重点就机电一体化技术在煤矿机械中的应用进行了重点分析，最后总结了机电一体化技术在煤矿机械中的发展趋势。

　　二、机电一体化技术

　　2.1机电一体化技术的简介

　　机电一体化技术在主要功能、动力功能和控制功能的集成方面取得了重大的功效，此外，机电一体化又加入了智能软件和微电子等其他先进技术，更使机电一体化具备了更多功能。机电一体化技术是一项多种技术交叉的一门技术，它融合了计算机，机械，微电子等相关的技术，从而具有机械运动、系统控制的功能[5]。近些年来，中国机电一体化技术保持了稳定的发展态势，取得了一定的成效。机电一体化技术产品的重要发展方向是智能化，小型化和系统化。机电一体化技术在煤矿行业的应用不仅提高了安全性能、改善了工作环境，同时也提高了业整体技术水平和生产效率，使企业获得了更多的效益。

　　2.2机电一体化技术在煤矿机械应用中的重要性

　　随着科技的快速发展，传统的机械设备已经无法满足当下企业的生产需要，尤其是在煤矿这类高生产强度的企业。先进的设备对采煤具有巨大的重要性，不仅对煤矿企业的发展影响重大，对于我国的煤矿事业同样也具有重要意义[6]。
　　1、机电一体化技术有效的提高了开采煤矿的经济效益
　　随着煤矿开采事业的进步，企业对采煤设备的要求日益严格，机电一体化在煤矿机械中的应用让企业减小了人力、物力、财力等方面的投入，提高了开采煤矿的经济效益。
　　2、机电一体化技术为煤矿开采带来了安全舒适的生产环境
　　我国传统的煤矿开采大都是以人工开采为主，不仅存在严重的安全隐患，而且工作环境十分恶劣。经常会出现一些矿井爆炸，矿工死亡的事件发生。而机电一体化技术正好很大程度上解决了采矿过程中的安全、环境问题。降低了工人生病的几率，保障了他们的健康。
　　3、机电一体化技术加速了煤矿企业的改革
　　随着技术的发展，传统的采煤流程设备已经无法满足当下的生产需要。传统的煤矿开采技术以及开采机械都相对落后，如果一直这样会对企业的经济效益造成很大影响。机电一体化技术改善了传统采煤技术带来的劣势，其技术创新可以加快煤矿企业转型，为企业创造了巨大的利润空间。
　　4、机电一体化技术减少电力能源消耗
　　由于煤矿的开采会消耗很多电力资源，因此电力是保证煤矿在开采过程中最为重要的能源保证，之前在煤矿开采过程中使用的机械设备在电力能源的消耗上会比较大，同时这也是大多数煤矿开采企业很难解决而又比较棘手的现实问题。而如今，机电一体化技术的应用便在很大程度上解决了这个难题，也就是说在煤矿开采过程中，机电一体化技术的应用能够合理的对电力能源进行合理的分配，减少了电力资源的消耗，大大提高电力能源的利用率。并且能够有充足的电力支持煤矿开采中的用电设备的运行，加快煤矿开采的进程。

　　三、机电一体化技术在煤矿机械中的应用

　　近些年，机电一体化技术在各行各业都得到了广泛应用，尤其是在煤矿机械中的应用更备受关注。在煤矿机械中的各个环节中都体现出了机电一体化技术的应用。比如机电一体化技术在采煤机、安全生系统、提升机、掘进机、输送机以及监控系统等等上的应用。本文重点研究了机电一体化技术在采煤机上的应用、煤矿掘进机上的应用、提升机上的应用、输送机上的应用、以及其他煤矿机械中的应用。

　　3.1采煤机上机电一体化的应用

　　在采煤工作中，采煤机起着非常重要的作用。采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失。应用于采煤机的最典型的机电一体化技术是电动牵引采煤机。与传统的液压牵引式相比，电牵引式采煤机具有更多的优点。例如：牵引特性好，自制动功能，大倾角可以防止机械继续下降，机械稳定性更好，反应更灵敏，结构更简单，但效率更高[7]。它提高了自身缺乏的高效率和低维护特性，提高了采煤工作中机械设备的可靠性。

　　3.2煤矿掘进机上机电一体化的应用

　　煤矿掘进机（Boring machine）是用于平直地面进行开凿巷道的机器，实现对通道的打通作用。目前，大多数煤炭生产商都采用了掘进机的这一机械技术。作为煤炭开采的基础工作，掘进效率严重影响煤炭开采效率。因此，将机电一体化技术应用于现代煤矿的挖掘是不可避免的。掘进机是大多数煤矿中广泛使用的挖掘机。其电气部分一般采用矿用防爆和本安型开关箱，矿用本安型操作箱，矿用防爆电铃，矿用防爆掘进机控制系统，防爆照明，防爆三相异步掘进机电机，GJC4低浓度甲烷传感器等。配合液压系统，实现整机的各种生产作业。可编程控制器可以利用泄漏检测，电流互感器等信号，并结合程序，以确保实现整个电子控制系统的保护功能[8]。此外，可编程控制器仍然可以根据程序存在。对各种类型的失败做出明确的判断。

　　3.3提升机上机电一体化的应用

　　煤矿提升机是指在采矿工程中，对井下与地面进行运输的主要设备。机械一体化技术在煤矿机械中的最高应用是AC-DC全数字式提升机。先进的机电一体化技术将内置提升机的驱动与滚筒结构相结合，实现了集成机械、自动控制和通信技术的目标。此外，提升机硬件尺寸小，易于配置和兼容。机电一体化的参考允许内部装饰提升机的驱动与鼓的结构合并，使得其机械，自动控制和通信可以集成为一体，并且可以通过数字技术改进系统的进步。对增加工作的性能和安全性具有重要作用。

　　3.4输送机上机电一体化的应用

　　带式输送带在煤炭运输中起着重要作用，带式输送机是对煤矿物料输送的主要方式。目前，中国自主研发了各种类型的皮带输送机，在输送机相关关键部件的开发方面取得了突出成绩，使国产皮带得到了改善，输送机的功能得到了改善，稳定性得到了很大提高。目前，中国的煤矿生产过程主要采用集成了机，液，电的CST可控软件启动式带式输送机。该带式输送机可在长途运输中应用CST可控软件启动形式。确保驱动器的平稳运行，使煤炭可以长距离平稳运输。机电一体化技术在输送机上虽然存在一些缺点，启动延迟、在线监视和控制等方面仍存在技术缺陷，这限制了带式输送机的输送能力，单机的长度限制等，并且必须在未来不断加强和改进，使集成技术在输送机中得到最佳利用。

　　3.5其他煤矿机械中机电一体化的应用

　　机电一体化技术不仅应用于采煤机，掘进机，输送机等设备中，还用于其他采煤机械或系统中，比如矿山的供电设备等。机电一体化的应用保证了采煤过程中操作的稳定性和可靠性。此外，机电一体化技术广泛应用于矿山生产中的信息管理，图像监控和自动控制之中，大大提升了煤矿开采过程中的效率。

　　四、机电一体化技术在煤矿机械中的应用前景

　　4.1战略意义

　　煤矿业为国家建设起到了一个基础性的支撑作用，为人民提供了重要的能源保障，在国民经济发展的中流砥柱的作用。而机电一体化技术对采煤业具有重大的战略意义，它的积极作用毋容置疑。机电一体化技术有效的提高了开采煤矿的经济效益、机电一体化技术为煤矿开采带来了安全舒适的生产环境、机电一体化技术加速了煤矿企业的改革、机电一体化技术减少电力能源消耗等。目前，世界拥有丰富煤炭资源的国家都在积极开发研究机电一体化技术在煤矿机械中的应用。从整体发展的发环境来看，以后机电一体化技术在煤矿机械中的应用前景会更加明朗。对于保障国家的能源供给局域重要意义。

　　4.2发展前景

　　机电一体化技术在煤矿机械中的应用正朝着高速化，信息化和智能化的方向发展。机电一体化技术在煤矿机械中的应用，大大提高了煤炭开采的经济效益，为煤炭开采创造了更加安全的环境，促进了煤炭开采效率的大幅提升，重点是加快煤炭企业的改革。

　　五、结论

　　综上所述，机电一体化技术在煤矿机械中的应用具有重要的作用，使煤矿机械设备具有智能化，信息化，高性能化，小型化等优点，大大提高了煤矿企业的生产效率和产量。在增加企业的经济效益和工人的收入同时，重点是有效地保障了劳动生产的安全，有效地保护了生态环境。机电一体化技术正日益成为提高机械运行效率、大大保护了环境、同时确保企业安全生产的重要技术基础，具有很大的应用价值。对于确保国家能源的供给具有重要的战略意义。

　　参考文献

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　　[2]赵明锟,庞连杰.浅析机电一体化技术在煤矿机械中的应用与发展[J].科学与财富,2016(Z1).
　　[3]高虎.浅析机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].商品与质量,2016(27).
　　[4]张树华.浅析机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].能源与节能,2016(2):182-183.
　　[5]李道敏.机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究[J].科技创新与应用,2015(29):116-117.
　　[6]刘莹.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].科技与企业,2016(9):163-163.
　　[7]王庭国.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].科技资讯,2015,13(25):225-226.
　　[8]丁建峰.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].科技风,2014,32(17):109-109.