机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究

摘 要：煤炭领域作业任务繁重，风险程度较高，极有必要采用机电一体化技术来减轻工人劳动强度，减少作业风险。从安全保障及生产效率提升层面来看，煤炭行业中的机电一体化技术极具决定性，也是煤矿研究探索的一个焦点话题。论文以煤矿机械设备研发为研究对象，对各国各地区煤炭机械装置的研发概况及发展趋势进行初浅分析，具体阐述了机电一体化技术及其在煤矿行业内的应用。

关键词：机电一体化技术;煤矿机械;煤矿机电的应用

0 引言

信息时代、科技时代已经形成，各行各业技术研发正以一日千里之势向前快速发展，机电一体化技术即为现代科技的一个代表。这项日臻完善的现代科技成果正在各领域发挥着决定性功能，给人类生产和生活创造出诸多便利。更重要的是，基于机电一体化技术的各种新设备陆续问世，社会整体发展同步推进，煤矿行业即为机电一体化技术应用最多、效果最好的行业之一，直接决定着现代煤矿开采效率。因此自动化、智能化越来越成为煤矿机械设备的选择标准，现代煤矿经济也就此渐呈机械采矿、无人操作的大型设备发展态势。特别在机电一体化技术与信息技术持续发力前提下，微电子技术、智能机器人研发成效显著，更进一步提升了煤矿机械设备作业效率及安全保障水平。

1 煤矿机电的应用概况

我国是发展中国家，工业发展起步较晚。尽管中国技术曾经惊艳世界，但近代以来，我国科技明显落后于西方发达国家。现代中国知耻而后勇，特别是改革开放以来，我国科技研发突飞猛进。截至目前，我国机电一体化技术已能有效满足各行各业需要，但依然落后于发达国家，因此完善空间依然较大。国产煤矿机械动力系统包括三大部分，即电机、急速器和辅助运动执行装置，存在笨重、复杂、效率低、控制系统易变、故障率较高等现实缺陷。但在科技人员持续努力下，这一现状已有明显改变，特别在电子科技、机电一体化技术发展速度加快前提下，我国煤炭采集设备体积小型化趋势明显，控制系统与执行元件协同性不断改进，功能日益丰富，质量与效率稳步提升。

1.1 采煤机中的机电一体化技术应用

以机电一体化技术为基础设计而成的煤矿机械设备优势显著超过传统煤炭采集装置：

1.1.1 牵引力更大，稳定性更好

以机电一体化技术为支撑设计而成的煤炭采集设备牵引力明显超过传统设备，动力输送更加稳定，掘进效率显著超越传统设备，能将掘进过程中的各种障碍迅速、安全消除。自控程序在设备下滑时可以将制动指令发出，设备安全性高。

1.1.2 有防滑装置

现代采煤设备中的防滑装置可以全面延伸制动力矩长度，增强各种作业环境适应性，比如，传统设备无法作业的大坡度作业场景对于现代采煤设备来说已经不再存在，设备灵活性及效率不断提升，安全保障水平逐步提高。

1.1.3 机械结构差异

液压原理在传统采煤设备中应用比较普遍，因此其设备磨损率也比较高。采用机电一体化技术设计的现代采煤设备则有效改进并完善了这个缺陷，磨损率明显下降，设备稳定性提升效果明显，故障率更低，使用寿命延长。明显延伸了设备维护保养周期，保养任务、成本双双下降。

1.1.4 传感器丰富

传感器是一项现代科技，其应用极为普遍。采煤设备同样应用了大量传感设备，因此现代采煤设备灵活性比传统设备空前提升，无论是作业精度还是反应速度均已远远领先于传统设备，超负荷运行情况成为历史。

1.2 采煤机中机电一体化技术的功能

由于作业环境恶劣，作业风险高，采矿行业历业让人谈之色变。因此极有必要深入研究这一领域有安全预警能力技术、设备。机电一体化技术让这种期待成为现实可能，矿山救援机器人可以取代人工搜救，完成人类无法到达区域执行搜救任务，其优势主要表现在：

（1）精准定位。采煤工作人员一旦受困，矿山救援机器人能迅速介入并锁定受困者所处方位，对井下可燃气体、风向及有毒物质的含量、成分等展开检测，为安全施救提供有效数据支撑。

（2）自动识别障碍物。模拟视觉系统让矿山救援机器人具备了障碍物自动规避功能，灵活性明显提升。

（3）迅速发现警报信号，引导人员从风险地带迅速撤离。

（4）井下待机，对井下视频信息展开同步检测，向控制中心发送测获信息，协助地面指挥。

2 机电系统在煤矿中的地位

煤矿井下环境复杂异常，各种毒气、粉尘充斥其中，凡此等等均为高风险因素，稍有不慎即有可能威胁井下作业人员的生命安全。但基于现代科技的采煤机械装置可以将各种风险因素提前测获，向作业人员及井上指挥中心发出预警信号，引导井下作业者提前做好安全防范，确保井下工人身体健康伤害及安全风险最小化。为工人向安全地带撤离提供引导。即便是撤离受阻导致被困，现代机电系统设备同样能扫清障碍，增加受困人员的生存几率。因此煤矿机电系统投入运行以来，煤矿工人人工作业量显著减轻，采煤安全保障进一步提高，此类采煤设备的价值、地位由此可见。

3 结语

现代煤矿行业发展与高科技之间的联系越来越紧密，如何在满足现实需要及安全保障之间实现平衡，做到两者兼顾，利用机电一体化技术加强现代采煤设备的安全性等，日益引起各界普遍重视。机电一体化技术在煤矿开采设备中的决定性作用已经被证实，但煤矿开采过程中的安全风险依然较高，安全事故依然屡有听闻，因此对于科技人员及煤矿生产主管部门来说，当务之急是如何将以机电一体化技术为引领的各种现代科技融入煤矿开采设备，提升采矿行业的安全系系，兼顾煤炭开采过程中的安全、质量与效率。

参考文献：

[1]徐雷.论煤矿机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].机械管理开发，2016（07）：127-128.

[2]张良.浅谈机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用[J].山东工业技术，2018，267（13）：85.

[3]李酉杰.机电一体化技术在煤矿机械中的应用与发展[J].机械管理开发，2017，32（03）：155-157.

作者简介：梁杰（1997-），男，安徽马鞍山人，本科在读，研究方向：机械设计制造及其自動化。