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[摘 要]近年来，我国各行各业竞相发展，依靠机电一体化技术，大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性，提高制造水平，增加产品的应变能力，提高勞动生产率，节约大量能源和材料消耗。煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到，机电一体化技术和产品的发展，是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。本文对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述，并对其发展趋势进行分析。
[关键词]机电一体化技术 煤矿应用 发展趋势
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0376-01
1 概述
机电一体化是机械、电子、计算机和信息技术有机结合的一门复合技术。机电一体化是以机械的主功能，动力功能上引进计算机和电子技术，将机械装置和电子设备以及软件等有机结合所构成系统的总称。它标志着机械和电子两个系统的相互渗透，相互融合。机械与电子结合的本质，不仅单纯地利用电子技术来简化或替代机械，更重要的是从系统工程学的观点出发，由机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性、微型化、集成化、带源化和绿色化。
煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础，是煤矿企业信息化的重要支撑技术，在煤矿采掘、运装备的应用和推广，大力地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。
2 我国煤矿机电一体化技术的发展现状
从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。
3 煤炭机电一体化技术研究的意义
3.1 提高了劳动效率
机电一体化改变了过去手工作业落后的生产方式，大量新型机电设备的产生彻底转变了煤矿的作业模式，工人的劳动强度明显降低，劳动生产率大幅提升，极大地提高了劳动生产率。
3.2 提高了劳动安全保障
煤矿传统的工作环境使得矿工在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作，这严重影响到矿工的身体健康和生活质量，在异常清况下，会危及到他们的生命。机电一体化采用机电设备进行煤炭的采掘、运输、提升等，能够使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来，并把在危险有害和困难条件下工作的工人解放出来，防止工伤和职业病的危害，确保了矿工的生产安全。
3.3 增加了劳动收入
煤电一体化技术的运用极大地提高煤矿的劳动效率，大幅度地提高了煤炭的产量，提升了企业的经济效益，矿工的经济收入有所提高，生活水平有所改善。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展，对促进地方经济的快速发展起到积极的作用。
4 机电一体化在煤矿生产中的应用
4.1 矿井综合采煤方面的应用
电牵引采煤矿机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有良好的牵引特性，可用于大倾角煤层、运行可靠、使用寿命长，反映灵敏、动态特性好，结构简单、效率高等特点。
4.2 矿井运输提升设备
（1）带式输送机：带式输送机具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。
（2）矿井提升机：矿井提升机实现全数字化交直流提升，特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合营企业一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备。
4.3 其它煤矿机电一体化装置
其它机电一体化设备主要指煤矿矿供电设备。煤矿供电的特点是要可靠、质量高，能满足大功率设备的要求，因此采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统无功电流，减少无功功率损耗。目前高低开关普遍采用“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。
4.4 在煤矿安全生产方面的应用
矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一，也是保证煤矿安全生产的有效措施，为煤矿安全生产和管理起到了积极的作用。其主要特点是：测控分站的智能化水平进一步提高，具有网络连接功能，系统软件采用了W indows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。
5 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势
我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。但是，我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比，还有一定的差距，因此还有很多的工作需要继续研究，其未来的发展趋势是：①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。
6 结语
先进的煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化的特点及体积小、操作维护方便、保护齐全、性能可靠等，使得这些机电设备在煤矿生产中得到广泛应用。它不但可以提高工作效率、减轻了操作人员的劳动负担，提高了劳动安全保障，同时也增加了矿山企业的市场竟争力，增加了矿工的经济收入，带动了相关企业的经济发展。总之，随着科学技术的快速发展，以及煤矿机电一体化的产品大量使用，其所创造的价值及效益将是以往不可想象的。同时各种新型机电一体化产品的大量使用也促进了机电一体化产品的技术、性能的不断提高及完善。
参考文献
[1] 机电一体化实用手册[M].北京：科学出版社.2007.
[2] 谭得健，徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化.2003.
[3] 程炜.无人化是煤炭信息化的主要目标[N].中国电子报.2008.（10）.
[4] 张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨.2008.（8）.
[关键词]机电一体化技术 煤矿应用 发展趋势
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0376-01
1 概述
机电一体化是机械、电子、计算机和信息技术有机结合的一门复合技术。机电一体化是以机械的主功能，动力功能上引进计算机和电子技术，将机械装置和电子设备以及软件等有机结合所构成系统的总称。它标志着机械和电子两个系统的相互渗透，相互融合。机械与电子结合的本质，不仅单纯地利用电子技术来简化或替代机械，更重要的是从系统工程学的观点出发，由机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性、微型化、集成化、带源化和绿色化。
煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础，是煤矿企业信息化的重要支撑技术，在煤矿采掘、运装备的应用和推广，大力地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。
2 我国煤矿机电一体化技术的发展现状
从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。
3 煤炭机电一体化技术研究的意义
3.1 提高了劳动效率
机电一体化改变了过去手工作业落后的生产方式，大量新型机电设备的产生彻底转变了煤矿的作业模式，工人的劳动强度明显降低，劳动生产率大幅提升，极大地提高了劳动生产率。
3.2 提高了劳动安全保障
煤矿传统的工作环境使得矿工在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作，这严重影响到矿工的身体健康和生活质量，在异常清况下，会危及到他们的生命。机电一体化采用机电设备进行煤炭的采掘、运输、提升等，能够使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来，并把在危险有害和困难条件下工作的工人解放出来，防止工伤和职业病的危害，确保了矿工的生产安全。
3.3 增加了劳动收入
煤电一体化技术的运用极大地提高煤矿的劳动效率，大幅度地提高了煤炭的产量，提升了企业的经济效益，矿工的经济收入有所提高，生活水平有所改善。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展，对促进地方经济的快速发展起到积极的作用。
4 机电一体化在煤矿生产中的应用
4.1 矿井综合采煤方面的应用
电牵引采煤矿机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有良好的牵引特性，可用于大倾角煤层、运行可靠、使用寿命长，反映灵敏、动态特性好，结构简单、效率高等特点。
4.2 矿井运输提升设备
（1）带式输送机：带式输送机具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。
（2）矿井提升机：矿井提升机实现全数字化交直流提升，特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合营企业一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备。
4.3 其它煤矿机电一体化装置
其它机电一体化设备主要指煤矿矿供电设备。煤矿供电的特点是要可靠、质量高，能满足大功率设备的要求，因此采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统无功电流，减少无功功率损耗。目前高低开关普遍采用“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。
4.4 在煤矿安全生产方面的应用
矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一，也是保证煤矿安全生产的有效措施，为煤矿安全生产和管理起到了积极的作用。其主要特点是：测控分站的智能化水平进一步提高，具有网络连接功能，系统软件采用了W indows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。
5 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势
我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。但是，我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比，还有一定的差距，因此还有很多的工作需要继续研究，其未来的发展趋势是：①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。
6 结语
先进的煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化的特点及体积小、操作维护方便、保护齐全、性能可靠等，使得这些机电设备在煤矿生产中得到广泛应用。它不但可以提高工作效率、减轻了操作人员的劳动负担，提高了劳动安全保障，同时也增加了矿山企业的市场竟争力，增加了矿工的经济收入，带动了相关企业的经济发展。总之，随着科学技术的快速发展，以及煤矿机电一体化的产品大量使用，其所创造的价值及效益将是以往不可想象的。同时各种新型机电一体化产品的大量使用也促进了机电一体化产品的技术、性能的不断提高及完善。
参考文献
[1] 机电一体化实用手册[M].北京：科学出版社.2007.
[2] 谭得健，徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化.2003.
[3] 程炜.无人化是煤炭信息化的主要目标[N].中国电子报.2008.（10）.
[4] 张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨.2008.（8）.