黄利民
陕煤集团神南产业发展有限公司 陕西神木 719300
摘要：煤炭一直以来都是我国重要的应用能源之一，近年来，我国的煤矿生产工作日趋规范，国家也出台了严格的管控制度和措施，煤矿生产的安全指数显著上升。虽然宏观政策是一方面，但挖矿及采掘设备的更新也是一个重要的原因。机电一体化技术和设备对于煤矿企业来讲是一个新的机遇和挑战，各企业应当紧跟时代步伐，及时引进先进技术，确保煤矿企业在激烈的行业竞争中能有一席之地。
关键词：机电一体化技术；煤矿生产；应用
引言
煤炭是一种重要的资源，保证对其的安全高效开采对于国家经济建设具有重要意义。经过多年发展，中国煤矿开采基本上实现了机械化，具体表现为普通机械化采煤技术和综合机械化采煤技术的大规模应用。机械化采煤最大的特点是在煤矿开采中采用大量的机械设备。随着时代的发展，传统的机械设备已不能满足煤矿安全生产的需要，因此需要在机械化采煤中应用机电一体化技术。机电一体化技术的核心为采用先进的电气设备来实现对机械设备的控制或监测，从而实现煤矿开采的安全高效。本文围绕煤矿机电一体化技术的优势展开探讨，分析了机电一体化技术在机械化采煤中的应用。
1机械自动化应用在采煤中的重要性
将机械自动化手段与煤矿开采工作相结合的作用是多方面的；首先机械自动化技术的应用可有效提升煤矿现场作业效率，也是提升煤矿企业竞争力的捷径。当前全球煤矿价格已步入低谷，煤矿类企业必须通过改良生产模式和生产技术达到降本增效、保证企业利润的目的。应用机械自动化技术能够有效节省煤炭开采过程中人力资源的消耗，将传统模式中需要人力完成的任务通过自动化模式快速完成，在节省煤炭开采成本层面作用显著。煤矿开采的安全问题一直是行业内乃至全社会关注的重点，在煤矿行业快速扩张时期由于过度开采或违规开采导致煤矿塌陷事故时有发生，造成严重的人员伤亡以及不良的社会反应。机械化手段的应用则起到很好的取代人力的效果，危险系数较高的煤矿开采现场则由机械自动化模式主导，从而保证煤矿工作人员的安全。机械化技术的引入也是煤矿企业革新管理模式、提升核心竞争力的重要因素，煤矿类企业以引入机械化技术为契机全面改革自身经营机制并树立科学发展观，确保企业经营长久不衰。
2机电一体化技术在机械化采煤中的应用
2.1采煤机
采煤机是煤矿开采过程中的主要设备。煤矿开采过程中，综合机械化采煤工艺很大程度上需要由采煤机来体现。采煤机是机械技术、液压技术、电气技术及信息技术等多种高新技术的融合体，是一种高新的机械设备，其内部机械结构较为复杂、近年来，随着煤矿规模以及煤矿开采环境呈现多样化，采煤机种类逐渐增多，且适用于绝大多数采煤场景。较为常见的采煤机有：刨煤机、滚筒式采煤机等。其中，高度可调的双滚筒式采煤机在许多煤矿开采过程中被投入使用，其能够实现：落煤工作与装卸煤工作一同完成，且适用于不同厚度的煤层开采场景，另外，双滚筒采煤机要比单滚筒采煤机开采效率更高，开采质量更好。
2.2液压支架电液控制系统
在进行采煤时，液压支架的主要功能是对煤层的顶板进行支撑，以保证开采的安全。在回采完成后，液压支架需跟随采煤机移动，这个过程需要液压支架电液控制系统配合完成。液压支架的电液控制系统是计算机技术、通讯技术、控制技术、传感技术和液压技术综合一体化的系统，其是综合机械化采煤的关键。液压支架的电液控制系统主要负责液压支架的移动和支撑顶板，其是通过控制液压支架的支撑力实现的。在移架时，通过电液控制系统来降低液压支架的工作阻力，即将液压支架的液压油抽出。待液压支架到达指定的位置后，再向液压支架内注入液压油，使其达到正常的工作阻力。在这个过程中，不仅要控制液压支架液压油的压力，还要控制液压支架的工作姿态，例如倾角和高度等。通过电液控制系统，可实现液压支架的自移，极大地提高了煤矿开采效率。这是由于在煤矿开采过程中，支护顶板是煤矿开采的关键，若支护顶板用的时间很多，则回采效率必然会很低，例如普通机械化采煤采用的是单体液压支柱，无法实现对顶板的快速支护，煤矿开采效率很低。此外，液压支架及其电液控制系统的使用，大大降低了煤矿开采对工人数量的要求，将人从繁重的体力劳动中解放出来。
2.3机电一体化技术在煤矿运输中的应用
目前在煤矿生产过程中，皮带传送是最主要的运输方式，国内外各大煤矿均是如此。带式运输机的优点在于经济适应性较强，但缺点也同样突出。
在带式运输的过程中，经常会出现运输跑偏、断带以及打滑的现象，降低生产效率。在这种情况下，皮带综合保护装置应运而生。目前市面上生产皮带综合保护装置的厂家有很多，多数集中在淮南、常州、天津以及上海等地。这种装置主要由隔爆腔及本安壳体组成，对于带式运输机中常见的打滑、低速、超温、堆煤以及跑偏烟雾等具有较好的处理效果，同时还能对多台皮带控制系统实现集中控制和打点通讯，通常都配有独立的超温自动洒水装置。额定输入电压一般控制在AC127V或36V，最高的不得超过AC140V或40V。该装置的应用能够有效解决或避免皮带运输中的常见问题，而这仅仅只是机电一体化技术在煤矿运输中的一小部分应用体现。机电一体化技术强大的实用性和功能性将煤矿生产过程变得更加简单，并能对所有的设备进行集中管理，对于提升煤炭的采掘及运输效率有较大帮助，间接促进了企业经济效益的进步。
2.4液压支架
井下综合机械化采煤过程中，综合机械化设备中的关键组成部分——液压支架是确保整个综合机械化设备正常工作的重要结构。其主要作用是为采煤设备提供足够的压力，以控制采煤设备的正常运转。在开采煤矿的过程中，液压支架能够确保顶板的支撑强度足够高，从而确保开采场景的安全性，另外还能够将采空区进行隔离，为开采设备提供安全可靠的工作环境。在应用液压支架时，应当注意将液压支架与其他煤矿开此设备进行有效的衔接，保证液压支架与其他机械设备相互配合使用，以确保其他机械开采设备处于最佳工作状态。
2.5机电一体化技术在煤矿安全监控系统中的应用
机电一体化技术除了在煤矿生产中能够有所帮助外，在煤矿安全监控系统中的应用也不容忽视。甚至可以说煤矿的安全监控系统就是在机电一体化技术的基础上建立而成的。目前，我国煤矿在生产过程中常用的安全监控系统分为KJ90NA型和KJ90BN型这2种，主要用于煤矿通风安全及生产环节的监控，能够实现模拟量、开关量、累计采集量、传输、存储、处理、显示、打印、报警以及控制等功能，具有技术先进、功能强大、可靠性高以及实用性强的特点，能够实现对瓦斯、运输轨道、供电、排水、火灾以及矿山压力等重点因素的全方位监控。在煤矿生产的过程中，结合机电一体化技术背景下的煤矿安全监控系统，能够有效避免安全事故的发生，实时监控煤矿生产的各个环节，促进我国煤炭行业的健康发展。
2.6长壁机械综合机械化采煤技术的应用
在一些出现倾斜情况的煤层中，经常应用到长壁综合机械化开采设备及相关技术。常闭机械综合机械化采煤技术在应用时，为了满足低斜切进刀等工具的工作需求，同时排除或减弱工作环境对刀具等重要结构所产生的不利影响，应当适当增大工作面长度。通过延长工作面还能够使工作面工作机械迁移次数减少。但过长的工作面会对巷道支护情况、煤层区域地质结构产生影响，因此，需要合理设置工作面结构以提高开采效率。
结语
在机械化采煤过程中，非常有必要应用机电一体化技术。机电一体化技术应用的优势在于提升了机械设备操作的便捷性，增强了设备的安全性及减轻了工人的劳动强度。机电一体化技术在煤矿开采中最为重要的是综采技术，而综采技术的核心在于液压支架的电液控制系统。液压支架的电液控制系统集计算机技术、通讯技术、控制技术、传感技术和液压技术为一体，主要负责液压支架的移动和支撑顶板，可实现液压支架的自移，极大地提高了煤炭开采效率。研究可为认识机电一体化技术在机械化采煤中的应用提供一定的参考。
参考文献
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