文/王小方，淮南舜天合成材料有限公司

1 煤矿机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体，使物流、能流、信息流融为一体。

2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用

煤矿机电一体化产品已经应用到许多煤矿。国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场，我国已经能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外，煤矿安全生产监控系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视、关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍的应用。

2.1 机电一体化技术在采煤机中的应用

机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。近年来，我国电牵引采煤机的研发在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上取得了长足的进步，在我国煤矿综合机械化采煤工作面，国产采煤机已经占据主导地位，完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现。

2.2 机电一体化技术在带式输送机中的应用

带式输送机是我国煤矿井下输送系统的主要运输设备，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。因此，近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。

2.3 机电一体化技术在矿井提升机中的应用

矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。伴随着机电一体化水平在煤矿建设中的迅猛发展，也推动了煤矿建设和生产的全面技术改造，巷道运输也朝着大功率、大运量、长距离全自动化发展，CST技术具有起动能力优良、可控停车能力强、多驱点功率之间平衡，对过载能力的响应时间短，验带速度运行时间无限，CST安装在低速轴，充分的电脑控制，监控参数可进入“装置网”（Device net）等优点，尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械—电力电子—计算机—自动控制的综合体。而全数字化提升机的高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，该设备具有运行效率高，操作简单方便，维护量小，使用人员少，生产能力强，能耗低，对系统可实现安全分级保密，标准的PLC控制，清晰可见的用户界面，带有操作员接口的预防性监测和保护系统等优点。

2.4 机电一体化技术在掘进机中的应用

掘进机是目前大多数煤矿广泛使用的掘进机械，其电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱（以下简称开关箱）、矿用本质安全型操作箱（以下简称操作箱）、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的掘进机电气系统。与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。其控制系统将控制和保护功能模块化（主控制器）、有故障记忆功能、有应急遥控功能（遥控器）、操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用动力载波技术，仅用两芯通讯电缆便可实现，通讯电缆采用快速插头连接方式。整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。以可编程控制器PLC为核心，对油泵、截割、二运电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护，同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。控制回路是以可编程控制器（简称P LC）为核心，通过RS485 通讯接受操作箱的控制信号，通过内部程序运算控制继电器输出，实现各电机的启动和停止。

2.5 机电一体化技术在矿井安全生产监控系统中的应用

从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于计算机网络软硬件技术发展很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。

3 对煤矿机电一体化技术的展望

煤矿机电一体化技术的发展趋势是：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。

4 结束语

随着煤矿生产控制水平和规模的要求越来越高，从而进一步加速机电一体化技术的发展和进步。目前各种高新技术已经渗入到机电一体化技术之中，这些技术的广泛应用，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，智能化程度也越来越高。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，因此，采用新的机电一体化技术装备的煤矿企业，会获得更加显著的技术、经济和社会效益。