摘要：分別從煤礦的開(kāi)采、支護(hù)、運(yùn)輸、洗選和礦井救護(hù)五個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，總結(jié)了機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的有益效果和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。分析認(rèn)為：將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在煤礦機(jī)械中，可提高煤礦生產(chǎn)的安全性和可靠性，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)降低能耗;機(jī)電一體化技術(shù)將向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、高性能化和綠色化的方向發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化煤礦機(jī)械應(yīng)用

　　引言

　　機(jī)電一體化又稱為機(jī)械電子學(xué)，其英文名稱為Mechatronics，由mechanics(機(jī)械學(xué))的前半部分和electronics(電子學(xué))的后半部分組合而成，最早出現(xiàn)在1971年的日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》副刊上。機(jī)電一體化技術(shù)最早起源于20世紀(jì)70年代，后伴隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，特別是傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展。使得機(jī)械一體化同電子信息技術(shù)相融合，發(fā)展成為現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，并推動(dòng)了煤炭、鋼鐵等行業(yè)的生產(chǎn)改革[1-3]。

　　因此，機(jī)電一體化是融合了多門學(xué)科的獨(dú)立學(xué)科，其主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等，機(jī)電一體化主要發(fā)展方向?yàn)橹悄芑�、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、系統(tǒng)化等[4-5]。其功能構(gòu)成如圖1所示。

　　1煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用

　　根據(jù)煤礦機(jī)械的主要用途可以將其分為開(kāi)采、支護(hù)、運(yùn)輸、洗選和礦井救護(hù)等五大類[6]，因此，下面分別從這五個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

　　1.1機(jī)電一體化技術(shù)

　　在煤礦開(kāi)采機(jī)械中的應(yīng)用在現(xiàn)代化的煤礦機(jī)械中，機(jī)電一體化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于采掘設(shè)備，以提高煤礦的生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化在開(kāi)采機(jī)械中應(yīng)用，使綜采工作面的采煤機(jī)具有更好的牽引能力、更強(qiáng)的越阻能力，使井下的掘進(jìn)效率和采煤效率均得到了大幅提升，開(kāi)采安全性更加可靠，更加符合現(xiàn)在化掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展需求。

　　1.2機(jī)電一體化技術(shù)

　　在巷道支護(hù)機(jī)械中的應(yīng)用煤礦巷道的支護(hù)是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全保障，煤礦巷道支護(hù)經(jīng)歷了從木支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)到現(xiàn)在的錨桿錨索和液壓支架配合使用的發(fā)展過(guò)程。其中機(jī)電一體化技術(shù)在液壓支架中的應(yīng)用，使液壓支架能夠根據(jù)綜采工作面的具體情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，可通過(guò)監(jiān)控頂板壓力自適應(yīng)的調(diào)整液壓支架的狀態(tài)，從而保證液壓支架支護(hù)的安全可靠性;此外，液壓支架在機(jī)電一體化的作用下可平穩(wěn)準(zhǔn)確地向前移動(dòng)，而不必搭建支架。

　　1.3機(jī)電一體化技術(shù)

　　在煤礦運(yùn)輸機(jī)械中的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，帶式輸送機(jī)是煤礦運(yùn)輸機(jī)械中的主要設(shè)備，帶式輸送機(jī)具有輸送功率大、輸送過(guò)程穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。帶式輸送機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、輸送帶、傳動(dòng)滾筒、機(jī)尾改向滾筒、托輥、張緊裝置、固定機(jī)架等組成，如下頁(yè)圖2所示。

　　帶式輸送機(jī)上的運(yùn)煤量具有隨機(jī)性、非線性和時(shí)變性等特點(diǎn)，因此，如果不對(duì)其進(jìn)行有效的控制帶式輸送機(jī)將無(wú)法正常工作。機(jī)電一體化在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用，使帶式輸送機(jī)中的液壓調(diào)速軟制動(dòng)器具備自適應(yīng)能力，能夠自動(dòng)辨識(shí)被控過(guò)程參數(shù)、自動(dòng)整定控制參數(shù)，自動(dòng)通過(guò)變頻器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)進(jìn)行功率平衡控制，使帶式輸送機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)、安全。

　　1.4機(jī)電一體化技術(shù)

　　在選煤機(jī)械中的應(yīng)用選煤就是從原煤中分選出符合用戶質(zhì)量要求精煤的過(guò)程。選煤機(jī)械主要包括破碎機(jī)械、篩分機(jī)械和分選機(jī)械。分選機(jī)械中的濃縮機(jī)是選煤過(guò)程中的重要設(shè)備，其絮凝劑添加是一道重要的工序。機(jī)電一體化在絮凝劑自動(dòng)添加控制中的應(yīng)用，使前饋控制和反饋控制相結(jié)合(控制圖如圖3所示)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)濃縮池中絮凝劑的濃度，保證了其在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)定。

　　1.5機(jī)電一體化技術(shù)

　　在礦井救護(hù)機(jī)械中的應(yīng)用以礦山救援設(shè)備為實(shí)例，礦山救援設(shè)備主要有救生鉆機(jī)、排水設(shè)備、救護(hù)裝備等。該設(shè)備包括快速反應(yīng)操作系統(tǒng)、救援提升救援艙和起重裝置，具有二次逃生的功能。

　　2煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化應(yīng)用的效果

　　1)提高煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全性和可靠性。通過(guò)運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以對(duì)井下作業(yè)的各種機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置等運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)控與遠(yuǎn)程控制;通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)定值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)異常后可自動(dòng)對(duì)故障原因進(jìn)行診斷，并發(fā)出警報(bào)，有效地提高了煤礦機(jī)械的使用壽命和安全可靠性。

　　2)提高煤礦機(jī)械的自動(dòng)化水平。機(jī)電一體化的一個(gè)重要特點(diǎn)就是自動(dòng)化、智能化。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，使煤礦機(jī)械的自動(dòng)化水平大幅提高，從主要依靠人力到依靠機(jī)器自動(dòng)化運(yùn)行工作。

　　3)提高煤礦的生產(chǎn)效率，降低能耗。機(jī)電一體化的運(yùn)用，提高了煤礦機(jī)械的自動(dòng)化水平，使煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行更加快速，提高了煤礦的生產(chǎn)效率。通過(guò)智能控制，使煤礦設(shè)備根據(jù)具體的生產(chǎn)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行情況，節(jié)約能耗。

　　4煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

　　1)智能化。機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械之間最大的區(qū)別就在于智能化和自動(dòng)化，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)械的智能化也越來(lái)越高，不僅解放了人類繁重的勞作，也提高了生產(chǎn)效率。

　　2)網(wǎng)絡(luò)化。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越多的被應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控、提高工作效率，機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的發(fā)展趨勢(shì)必會(huì)向網(wǎng)絡(luò)化靠攏。

　　3)微型化。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使越來(lái)越多體積龐大的傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)被小型的機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)所替代，使設(shè)備本身的尺寸越來(lái)越小。

　　4)高性能化。生產(chǎn)效率是企業(yè)生存的一大法寶，因此各種技術(shù)的應(yīng)用無(wú)一不在提高著設(shè)備的運(yùn)行效率，機(jī)電一體化技術(shù)必會(huì)使煤礦機(jī)械的運(yùn)行更加高效和人性化。

　　5)綠色化。可持續(xù)發(fā)展是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的主題，一切生產(chǎn)都要遵從這個(gè)主題，同樣，機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用也需要考慮到對(duì)環(huán)境的保護(hù)，盡可能的做到設(shè)備的循環(huán)利用和可回收。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的開(kāi)采、支護(hù)、運(yùn)輸、洗選和礦井救護(hù)五個(gè)方面的應(yīng)用，說(shuō)明了機(jī)電一體化技術(shù)可提高煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全性和可靠性，提高煤礦機(jī)械的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率，同時(shí)降低能耗。未來(lái)煤礦機(jī)械中的機(jī)電一體化技術(shù)將向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、高性能化和綠色化的方向發(fā)展。

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