机电一体化技术在矿山机械的应用
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时间：2017-12-26
前言
在当前矿山机械中，由于微传感器技术、电子技术、自动化技术、软件技术和计算机技术等的快速发展并在矿山机械中进行应用，有效地推动了矿山机械的智能化、数字化和自动化水平，全面提升了矿山机械的性能和实用性。通过在矿山机械中应用机电一体化技术，有效的促进了新产品的开发和旧设备的改造，全面提升了采煤的安全性，对煤矿企业的发展具有非常重要的意义。
1 机电一体化的发展历史
机电一体化发展的初级阶段大致为上世纪六十年代，这时电子技术发展水平还不高，电子技术与机械技术并没有得到有效的结合，因此综合两项技术开发出来的产品数量也较少。到了上世纪七八十年代，机电一体技术取得了快速的发展，控制技术、通信技术和计算机技术在社会各行业中应用十分广泛，在科技领域中出现了微型计算机和超大规模的集成电路，这也使机电一体化及其产品的发展和应用得到大家的重视，这有效的推动了机电一体化的发展。从上世纪九十年代到今天，通信技术、光学技术及微细加工技术等在机电一体化中进行应用，同时微机电一体化和光机电一体化等机电一体化的分支也随之出现，机电一体化加快了智能化发展的步伐，而且机电一体化产品呈现出较强的数字化、模块化、网络化、微型化、集成化、绿色化和人性化的特点。
2 机电一体化在矿山機械中应用的重要性
在煤矿企业发展过程中，煤矿机械发挥着非常重要的作用。而且煤矿机械的技术水平还直接关系到煤矿工企业的发展状况。随着机电一体化在煤矿机械中的应用，现有的煤矿机械实现了有效的改造，煤矿行业的生产力水平和产品质量有了较大程度的提升，而且在一定程度上保障了煤矿开采的安全，有效地促进了煤炭企业的发展进程。一直以来我国煤矿开采技术都较为落后，而且在实际作业过程中，生产机械故障发生率较高，这也导致作业人员的生命财产安全无法得到有效的保障。将机电一体化在煤矿机械中进行应用，有效地提高了机械设备的技术水平，工作效率得以提升，作业人员的工作强度下降，同时机械设备安全性能的提高，不仅安全事故发生机率下降，而且作业人员的生命安全得到了一定的保障，劳动者的收入水平也有所提升。
3 矿山机械中机电一体化的主要应用
3.1 具体在机械中的应用
在煤矿机械中应用机电一体化技术，这不仅是煤矿机械技术发展的必然，同时也是现代科学技术在煤矿工机械改造中应用的重要标志。在当前煤矿机械中，机电一体化主要应用在挖掘机、采煤机、带式传输机、支护设备和矿井提升机等方面，而且在实际应用过程中取得了较好的成效，全面提升了煤矿机械的技术水平。
首先，机电一体化在挖掘机上的应用。在当前煤矿企业实际作业过程中，挖掘机作为不可或缺的重要设备之一，挖掘机电气运行系统主要组成部分为操作箱、照明灯、电铃和开关箱等，将机电一体化在电气运行系统中进行应用，有效地提高了电气运行系统的科技含量，确保了其运行的安全。同时将电气系统与液压系统有效结合，有效地完成挖掘机的具体操作。在挖掘机控制系统中，采用自动化控制技术来对机械的主控制器和开关箱的仪表进行控制，可以进一步提升挖掘机的控制性能。
其次，机电一体化在采煤机上的应用。煤矿企业无论是生产效率还是煤炭生产总量都与采煤机具有非常紧密的关系，可以说采煤机的运行情况与企业的经济效益息息相关。在煤矿采煤机中应用机电一体化技术，可以有效地提高采煤机的性能和生产效率。通过应用机电一体化技术来对采煤机进行改造，这种电牵引采煤机相较于传统的液压采煤机，其具有更优良的牵引性能，有效地解决了传统采煤机运行中阻力大及易下滑的问题，而且多余的电能还能够返送加电力系统中，不仅实现了能源的节约，而且设备运行更安全，更具实用性。
3.2 在安全生产监控中的应用
将机电一体化技术在煤矿企业生产监控中进行应用，可以为煤矿企业的安全生产提供重要的技术保障。在上世纪九十年代，机电一体化技术即开始在煤炭安全监测系统中进行探索式应用，经过几十年的不断努力，当前煤矿企业的安全监控体系也较为完备，能够针对煤矿企业生产特征进行分析，实现对本地区煤矿开采安全进行监控，当前应用的监控系统智能化水平较高，基本已达到国际先进水平。
4 机电一体化在矿山机械中应用的综合技术
4.1 液压支架的机电一体化技术
在当前液压支架中通过应用机电一体化技术，可以促进液压支架的电液控制，这也是当前液压支架的主要发展方向。通过电液控制的液压支架，实现了定压双向邻架，有效的避免了对支架和顶板所带来的冲击，不仅提高了劳动生产率，而且实现了人力的节约，对矿井的现代化发展具有积极的推动作用。
4.2 带式输送机中试点一体化的技术
作为煤矿井下输送系统的主要设备、出煤运煤的中枢载体，带式输送机属于矿山大型设备，具有自动化、运行可靠、效率高、输送量大的特点，矿井提升机是机械、计算机、电力电子、自动控制的综合体，应用了总线方式，零备件少，配件简朴，具备快速通讯功能。我国研制成功的全数字化直流提升机的计算机系统核心部件是由双CPU构成的。我国的变频器供电的交流提升机拥有更加安全的保护系统，系统中的两台计算机可互相检测、同步工作，可实时监测驱动回路、制动回路、电源回路以及安全回路 在矿井带式输送机中应用机电一体化技术后，可进一步提高输送机监控设备的灵敏度、可靠性以及使用寿命，极大提高提升机的安全性能。
在当前矿山机械中，由于微传感器技术、电子技术、自动化技术、软件技术和计算机技术等的快速发展并在矿山机械中进行应用，有效地推动了矿山机械的智能化、数字化和自动化水平，全面提升了矿山机械的性能和实用性。通过在矿山机械中应用机电一体化技术，有效的促进了新产品的开发和旧设备的改造，全面提升了采煤的安全性，对煤矿企业的发展具有非常重要的意义。
1 机电一体化的发展历史
机电一体化发展的初级阶段大致为上世纪六十年代，这时电子技术发展水平还不高，电子技术与机械技术并没有得到有效的结合，因此综合两项技术开发出来的产品数量也较少。到了上世纪七八十年代，机电一体技术取得了快速的发展，控制技术、通信技术和计算机技术在社会各行业中应用十分广泛，在科技领域中出现了微型计算机和超大规模的集成电路，这也使机电一体化及其产品的发展和应用得到大家的重视，这有效的推动了机电一体化的发展。从上世纪九十年代到今天，通信技术、光学技术及微细加工技术等在机电一体化中进行应用，同时微机电一体化和光机电一体化等机电一体化的分支也随之出现，机电一体化加快了智能化发展的步伐，而且机电一体化产品呈现出较强的数字化、模块化、网络化、微型化、集成化、绿色化和人性化的特点。
2 机电一体化在矿山機械中应用的重要性
在煤矿企业发展过程中，煤矿机械发挥着非常重要的作用。而且煤矿机械的技术水平还直接关系到煤矿工企业的发展状况。随着机电一体化在煤矿机械中的应用，现有的煤矿机械实现了有效的改造，煤矿行业的生产力水平和产品质量有了较大程度的提升，而且在一定程度上保障了煤矿开采的安全，有效地促进了煤炭企业的发展进程。一直以来我国煤矿开采技术都较为落后，而且在实际作业过程中，生产机械故障发生率较高，这也导致作业人员的生命财产安全无法得到有效的保障。将机电一体化在煤矿机械中进行应用，有效地提高了机械设备的技术水平，工作效率得以提升，作业人员的工作强度下降，同时机械设备安全性能的提高，不仅安全事故发生机率下降，而且作业人员的生命安全得到了一定的保障，劳动者的收入水平也有所提升。
3 矿山机械中机电一体化的主要应用
3.1 具体在机械中的应用
在煤矿机械中应用机电一体化技术，这不仅是煤矿机械技术发展的必然，同时也是现代科学技术在煤矿工机械改造中应用的重要标志。在当前煤矿机械中，机电一体化主要应用在挖掘机、采煤机、带式传输机、支护设备和矿井提升机等方面，而且在实际应用过程中取得了较好的成效，全面提升了煤矿机械的技术水平。
首先，机电一体化在挖掘机上的应用。在当前煤矿企业实际作业过程中，挖掘机作为不可或缺的重要设备之一，挖掘机电气运行系统主要组成部分为操作箱、照明灯、电铃和开关箱等，将机电一体化在电气运行系统中进行应用，有效地提高了电气运行系统的科技含量，确保了其运行的安全。同时将电气系统与液压系统有效结合，有效地完成挖掘机的具体操作。在挖掘机控制系统中，采用自动化控制技术来对机械的主控制器和开关箱的仪表进行控制，可以进一步提升挖掘机的控制性能。
其次，机电一体化在采煤机上的应用。煤矿企业无论是生产效率还是煤炭生产总量都与采煤机具有非常紧密的关系，可以说采煤机的运行情况与企业的经济效益息息相关。在煤矿采煤机中应用机电一体化技术，可以有效地提高采煤机的性能和生产效率。通过应用机电一体化技术来对采煤机进行改造，这种电牵引采煤机相较于传统的液压采煤机，其具有更优良的牵引性能，有效地解决了传统采煤机运行中阻力大及易下滑的问题，而且多余的电能还能够返送加电力系统中，不仅实现了能源的节约，而且设备运行更安全，更具实用性。
3.2 在安全生产监控中的应用
将机电一体化技术在煤矿企业生产监控中进行应用，可以为煤矿企业的安全生产提供重要的技术保障。在上世纪九十年代，机电一体化技术即开始在煤炭安全监测系统中进行探索式应用，经过几十年的不断努力，当前煤矿企业的安全监控体系也较为完备，能够针对煤矿企业生产特征进行分析，实现对本地区煤矿开采安全进行监控，当前应用的监控系统智能化水平较高，基本已达到国际先进水平。
4 机电一体化在矿山机械中应用的综合技术
4.1 液压支架的机电一体化技术
在当前液压支架中通过应用机电一体化技术，可以促进液压支架的电液控制，这也是当前液压支架的主要发展方向。通过电液控制的液压支架，实现了定压双向邻架，有效的避免了对支架和顶板所带来的冲击，不仅提高了劳动生产率，而且实现了人力的节约，对矿井的现代化发展具有积极的推动作用。
4.2 带式输送机中试点一体化的技术
作为煤矿井下输送系统的主要设备、出煤运煤的中枢载体，带式输送机属于矿山大型设备，具有自动化、运行可靠、效率高、输送量大的特点，矿井提升机是机械、计算机、电力电子、自动控制的综合体，应用了总线方式，零备件少，配件简朴，具备快速通讯功能。我国研制成功的全数字化直流提升机的计算机系统核心部件是由双CPU构成的。我国的变频器供电的交流提升机拥有更加安全的保护系统，系统中的两台计算机可互相检测、同步工作，可实时监测驱动回路、制动回路、电源回路以及安全回路 在矿井带式输送机中应用机电一体化技术后，可进一步提高输送机监控设备的灵敏度、可靠性以及使用寿命，极大提高提升机的安全性能。
4.3 监控中机电一体化的技术
矿井安全生产监控系统充分体现了机电一体化技术在矿山生产中的应用，与美国、英国、德国和法国这些工业发达家相比，我国的监测监控技术发展比较晚，随着经济的发展及科学技术的进步，我国通过消化、吸收外国的技术并结合国内煤矿生产的实际情况研制了一批安全监控系统（如KJ4、KJ2、K90），以K90（煤炭科学研究院研制）、KJ95（煤炭科学研究总院常州研究所研制）为例，两项技术均采用了Windows操纵系统，具备网络连接功能，具有较高的测控分站智能化水平。将安全监测和监控系统在矿山生产中进行有效应用，不仅各项生产活动的安全性得以大幅度提升，而且能够及时发现生产过程中的各种问题，并及时进行处理，有效地降低安全事故的发生率，保障了煤矿作业的安全。
5 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势展望
当前我国自己研发制造的煤矿机电一体化设备具有智能化、程序化和信息化特点，而且设备体积较小，更易于操作和维护，性能十分可靠。在煤矿生产中通过应用这些设备，有效的提高了煤矿的生产水平，降低了作业人员的劳动强度，为煤矿企业创造出了巨大的经济效益和社会效益。当前我国煤矿机电一体化技术相较于发达国家还存在一定的差距，因此还需要加大研究的力度，在今后要重视开发具有自主知识产权技术的開发，这其中应以煤矿开采技术和配套装备为主导，并进一步增强煤矿机电一体化产品的通信功能，使其与综合自动化需要有效地适应。加快推进煤矿机器人的开发，并将其作为今后煤矿机电一体化技术研究的重点。
6 结束语
近年来科学技术呈现出快速发展的态势，这也使机电一体化技术取得了较大的进步，由于机电一体化技术将多种先进技术集于一身，其应用范围不断扩大，产品也加快了向自动化、数字化和智能化的发展。机电一体化技术在矿山机械中的应用，为矿山综合自动化的发展奠定了良好的基础，而且随着机电一体化技术在煤矿工程中的广泛应用，矿山机械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增强，这不仅有效地提升了煤矿企业的生产能力，而且也对我国煤炭行业的健康、持续发展起到了积极的促进作用。
参考文献：
[1]姚桂玲.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].煤炭技术，2011（08）.
[2]侯利华.机电一体化在矿山机械中的应用[J].硅谷，2012（01）.
[3]胡福庆.机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用[J].科技致富向导，2013（02）.
[4]王文玉.机电一体化的发展与在矿山生产中的应用[J].电子制作，2013（04）.
矿井安全生产监控系统充分体现了机电一体化技术在矿山生产中的应用，与美国、英国、德国和法国这些工业发达家相比，我国的监测监控技术发展比较晚，随着经济的发展及科学技术的进步，我国通过消化、吸收外国的技术并结合国内煤矿生产的实际情况研制了一批安全监控系统（如KJ4、KJ2、K90），以K90（煤炭科学研究院研制）、KJ95（煤炭科学研究总院常州研究所研制）为例，两项技术均采用了Windows操纵系统，具备网络连接功能，具有较高的测控分站智能化水平。将安全监测和监控系统在矿山生产中进行有效应用，不仅各项生产活动的安全性得以大幅度提升，而且能够及时发现生产过程中的各种问题，并及时进行处理，有效地降低安全事故的发生率，保障了煤矿作业的安全。
5 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势展望
当前我国自己研发制造的煤矿机电一体化设备具有智能化、程序化和信息化特点，而且设备体积较小，更易于操作和维护，性能十分可靠。在煤矿生产中通过应用这些设备，有效的提高了煤矿的生产水平，降低了作业人员的劳动强度，为煤矿企业创造出了巨大的经济效益和社会效益。当前我国煤矿机电一体化技术相较于发达国家还存在一定的差距，因此还需要加大研究的力度，在今后要重视开发具有自主知识产权技术的開发，这其中应以煤矿开采技术和配套装备为主导，并进一步增强煤矿机电一体化产品的通信功能，使其与综合自动化需要有效地适应。加快推进煤矿机器人的开发，并将其作为今后煤矿机电一体化技术研究的重点。
6 结束语
近年来科学技术呈现出快速发展的态势，这也使机电一体化技术取得了较大的进步，由于机电一体化技术将多种先进技术集于一身，其应用范围不断扩大，产品也加快了向自动化、数字化和智能化的发展。机电一体化技术在矿山机械中的应用，为矿山综合自动化的发展奠定了良好的基础，而且随着机电一体化技术在煤矿工程中的广泛应用，矿山机械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增强，这不仅有效地提升了煤矿企业的生产能力，而且也对我国煤炭行业的健康、持续发展起到了积极的促进作用。
参考文献：
[1]姚桂玲.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].煤炭技术，2011（08）.
[2]侯利华.机电一体化在矿山机械中的应用[J].硅谷，2012（01）.
[3]胡福庆.机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用[J].科技致富向导，2013（02）.
[4]王文玉.机电一体化的发展与在矿山生产中的应用[J].电子制作，2013（04）.
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