摘要：近年來(lái)，我國各行各業(yè)競相發(fā)展，依靠機電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，提高制造水平，增加產(chǎn)品的應變能力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節約大量能源和材料消耗。煤炭系統也在利用機電一體化技術(shù)改造舊設備和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人們清楚地認識到，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實(shí)現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。本文對機電一體化技術(shù)在煤礦中的應用進(jìn)行闡述，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；煤礦；應用；發(fā)展趨勢

　　1、概述

　　機電一體化技術(shù)就是機械、計算機、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運用的復合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。機電一體化技術(shù)順應了當今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規律，顯示了強大的生命力。由于煤炭生產(chǎn)是將數百、數千萬(wàn)噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實(shí)現這一目標，而機電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現高產(chǎn)高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。

　　2、機電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應用

　　2.1 機電一體化技術(shù)在提升機中的應用

　　礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動(dòng)化水平最高的設備，全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動(dòng)合為一體，機械結構大大簡(jiǎn)化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動(dòng)控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠，采用總線(xiàn)方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。“九五”期間，國產(chǎn)數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權的全數字化提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準確可靠。此外，我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。目前，最大裝機容量已達到5000kW，主、副井提升機可做到全自動(dòng)化，不需要專(zhuān)門(mén)的絞車(chē)司機。

　　2.2 機電一體化技術(shù)在采煤機中的應用

　　電牽引采煤機是機電一體化技術(shù)在采煤機的一個(gè)典型應用。與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn)：

　�、倭己玫臓恳�特性：可以在采煤機前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。

　�、诳捎糜诖髢A角煤層：牽引電動(dòng)機軸端裝有停機時(shí)防止機器下滑的制動(dòng)器，因為它的設計制動(dòng)力矩為電動(dòng)機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。

　�、圻\行可靠，使用壽命長(cháng)，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無(wú)磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(cháng)，維修工作量小。

　�、芊磻�靈敏，動(dòng)態(tài)特性好：電控系統能及時(shí)調整各種參數，防止采煤機超載運行。

　�、萁Y構簡(jiǎn)單、效率高：電牽引采煤機機械傳動(dòng)結構簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%～70%左右。

　　1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來(lái)，我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠(chǎng)、西安煤機廠(chǎng)、雞西煤機廠(chǎng)等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機，而且得到了廣泛的應用。經(jīng)過(guò)近20年的研制開(kāi)發(fā)，我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟，為煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。

　　2.3 機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應用

　　帶式輸送機由于長(cháng)距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實(shí)現自動(dòng)化等特點(diǎn)，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此，成為近幾年來(lái)機電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專(zhuān)門(mén)為平滑起動(dòng)運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(cháng)距離皮帶運輸機而設計的軟驅動(dòng)裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線(xiàn)監控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國帶式輸送機的中間驅動(dòng)點(diǎn)不能不知過(guò)多，一般為3點(diǎn)驅動(dòng)，這樣就限制了輸送機的單機長(cháng)度和運量。而且，輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達國家相比存在顯著(zhù)的差距。

　　2.4 其他煤礦機電一體化裝置

　　液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計算機技術(shù)與液壓控制有機結合，實(shí)現定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進(jìn)的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。

　　煤礦供電的特點(diǎn)是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿(mǎn)足大功率設備的要求。因此應該推廣節能型產(chǎn)品。高壓開(kāi)關(guān)柜采用維護量小，使用壽命長(cháng)的真空開(kāi)關(guān)。采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數，減少供電系統無(wú)功電流，減少無(wú)功功率損耗。目前高、低開(kāi)關(guān)柜普遍采用了“微機保護”，具備網(wǎng)絡(luò )功能，可以實(shí)現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。

　　3、煤礦機電一體化技術(shù)應用的發(fā)展趨勢

　　我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng )造了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續研究，其未來(lái)的發(fā)展趨勢是：

　�、匍_(kāi)發(fā)有自主知識產(chǎn)權的以煤礦開(kāi)采技術(shù)及配套裝備為主導的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權的核心裝置；

　�、谠黾赢a(chǎn)品的通信功能，以適應綜合自動(dòng)化的需要；

　�、坶_(kāi)發(fā)以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專(zhuān)家系統的應用等；

　�、苊旱V機器人仍然是煤礦機電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。

　　4、結束語(yǔ)

　　近年來(lái)，隨著(zhù)微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實(shí)現自動(dòng)化、數字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現了質(zhì)的飛躍。因此，機電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動(dòng)化的基礎。機電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為實(shí)現高效、安全、潔凈、結構優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎。

　　參考文獻：

　　[1]機電一體化實(shí)用手冊[M]。北京：科學(xué)出版社。2007

　　[2]譚得健，徐�？�。自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)在我國煤礦企業(yè)的應用[J]。工況自動(dòng)化。2003

　　[3]程煒。無(wú)人化是煤炭信息化的主要目標[N]。中國電子報。2008.（10）。

　　[4]張念超。我國煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展現狀淺析[J]。學(xué)術(shù)探討。2008.（8）