邵 帅
（库车县榆树岭煤矿有限责任公司，新疆 阿克苏 842000）
机电一体化技术具有综合性的特点，其涵盖专业学科内容较多，如机械电子、电子技术、通信技术等，应用范围广泛，得到了诸多领域的广泛应用，尤其是在机械工程中全面普及，通过与其他先进技术联合应用，能够有效发挥自动化功能。在矿山机械中应用机电一体化技术能够提高机械系统的集成化水平，为终端控制提供便利，另外为矿山开采作业的安全性提供保障。对矿山开采作业进行分析，为了提高作业效率，确保开采的安全性，需要认真分析开采要素，加强对矿山机械设备应用的重视。现如今机电一体化技术在矿山机械设备中应用广泛，能够有效提高设备应用水平与开采效率。
机电一体化技术属于新型、复合技术的一种，实现机械、电子与信息科学三项技术的有效融合，同时也是工业产品的生产、设计制造过程中，机械工程与电子、智能计算机的集成协同。通过该项技术能够实现机电一体化产品的开发，是目前推动机电行业发展的有效途径，利用该项技术能够实现对传统产业模式的突破，不断提高生产、管理、技术水平，促进产品结构的调整。其关键技术主要包括机械技术、检测技术、信息处理技术等，具有结构最优化、系统控制智能化与操作性能柔性化等特点。
对机电一体化技术的应用现状进行分析，与传统矿山机械控制模式相比，机电一体化技术的应用具有明显的优势，但是在实际控制阶段，受到诸多因素的影响，目前机电一体化技术的应用效果并不理想。对部分企业来说，因此使用的矿山机械设备型号较老，长期未对设备进行更新，导致设备难以搭载机电一体化技术，并且不同机械设备之间的系统存在明显差异，机电一体化技术难以实现统一集成应用，对技术的应用造成一定的阻碍。该项技术对操作者专业能力的要求较高，因此企业需要具备专业技术人才开展相关工作，这样才能保证技术的应用效果，但是部分企业为未认识到人才资源的重要性，导致机电一体化技术存在盲目应用的情况，并未结合实际情况充分发挥技术的作用，因此整体应用效果不理想。
虽然越来越多的企业开始引进机电一体化技术，并将其应用于生产作业过程中，但是该项技术的应用缺乏充足的经验指导以及完善的管理体系，因此应用阶段发生的相关问题无法得到有效解决。另外企业工作人员多依靠自身经验开展工作，缺乏有效、专业的技术指导，对技术应用效果造成影响，甚至引发严重的故障问题。最后，机电一体化技术与其他先进、前沿技术相同，是不断发展、更新和升级的，但是部分企业专业人才匮乏，未认识到技术及时更新升级的重要性，技术始终处于停滞不前的状态，对其应用效果造成影响。
矿山进行生产、开采等作业的过程中，机械设备的应用效果对于作业效率有决定性影响，现如今矿山开采机械化水平显著提升，因此需要加强对机械设备应用的重视，同时全面引进机电一体化技术，充分发挥矿山机械设备的应用价值。
2.1 提高生产效率
将机电一体化技术应用于矿山机械中能够有效提高整体生产效率，保证矿山的开采量，确保矿山开采与基本要求相符。同传统机械设备相比，通过应用机电一体化技术能够确保机械设备的高效、稳定运行，表现出更强的执行力。另外能够在一定程度上减少工作人员的工作量，缩短整体工作时间，满足开采工作要求，提高工作效率[1]。
2.2 为生产的安全性提供保障
矿山生产、开采作业环境恶劣、周围地势条件复杂，伴随一定的风险隐患，在矿山机械中应用机电一体化技术能够为生产的安全性提供保障。矿山开采极易受到外界环境、地形、气候等因素的影响，易发生安全事故，在矿山机械中采用机电一体化技术能够保证其安全、稳定的运行，减少故障问题发生风险，创造良好的开采条件，降低事故发生率。
2.3 提高经济效益
不断提高经济效益是矿山企业发展的主要目标，将机电一体化技术应用于矿山机械中有助于提高开采效率，保证矿产资源开采量的不断提高，进而提高企业的经济效益。另外，机电一体化技术的应用能够有效控制成本，实现对资源的合理配置，全面分析矿山机械开采情况，避免资金浪费情况，减少安全事故发生风险，对开采流程进行优化，降低成本的同时提高经济效益。
2.4 减少能耗
矿山机械设备在实际运行阶段会消耗大量的能量，如果能够减少机械设备的能耗一直是困扰矿山开采企业的一大问题。另外设备运行阶段需要大量的电力支撑，同时存在一定的无用功情况，导致电能的大量浪费[2]。通过应用机电一体化技术能够实现对机械设备的精准操作，避免一些不必要的操作流程，进而有效减少设备做无用功的情况，减少能耗，节约资源，提高企业的综合效益。
3.1 在综合采矿机械中的应用
综合采矿机械的主要组别部分为矿井提升机、牵引采矿机、传输机等。在综合采矿机械中应用机电一体化技术，同时采用液压技术，能够有效提高综合采矿机械的智能化、自动化水平。不但能够大幅降低工作人员的工作强度，同时有助于提高整体生产效率，进而实现对采矿成本的有效控制。通过对机电一体化技术的合理应用，能够保证综合采矿机械中牵引采矿机具备更大的牵引角度，进而使采矿的范围得到有效扩大，并且对于提升机、传输机来说，能够实现全程数字化灵活控制，确保机械设备的安全稳定运行[3]。在综合采矿机械中应用机电一体化技术，不但能够提高机械操作的灵活性，同时能够在数控技术的监督下，保证其始终处于稳定的运行状态下，保证开采过程的安全性。例如对矿井提升机来说，通过应用机电一体化技术能够优化其结构，将驱动和滚筒由传统的内装式提升机融合为整体，简化其整体结构，充分体现综合性的特点。图1为矿井提升机结构示意图。全数字化的矿井提升机具有极强的稳定性，同时具备诊断功能，能够实现对故障的有效诊断，并且其通讯功能完善。因为采用总线的方式，电气安装得到了明显的优化；
零部件较少，整体听见配置互相兼容，简单高效，能够有效改变瞬时加速度，通过软件对其进行控制。直流提升机是提升机的首选机型，具备全数字化的特点。信息化技术的应用能够优化与完善提升机的安全保护系统，具体运行阶段采用两台计算机装置，进行独立的数据处理、传感与监测，同时两者互为备用，互相监测，有效提高机械设备的安全性能。另外，将机电一体化技术应用于采煤机中，能够有效提高其牵引力，同传统液压式牵引采煤机相比，具备更好的牵引性能，采煤机下滑能够进行发电制动，及时将电能反馈至电网，有效节约能源，为采煤机的运行提供牵引力，实现对大倾角的牵引，停机过程中避免机器下滑，同时不需要配备其他防滑装置，可应用于40°～50°倾角的煤层开采，具有较长的使用寿命。另外不同于液压牵引，通常情况下电牵引的元件不会发生磨损等故障问题，后期维护保养的工作量较小，故障发生风险较低，工作稳定性较好。对采煤机来说，超载运行的情况较为普遍，但是通过利用机电一体化技术能在电控系统中对各项参数进行合理调整，避免故障问题，电能转换为机械能的效率非常高。
图1 矿井提升机结构示意图
3.2 在监控系统中的应用
安全生产是煤矿生产的最基本原则，需要始终将安全生产作为各项作业的基础。因此开发矿产资源的过程中，需要确保作业的安全性，这也是应用其他技术的重要基础。在监控系统中应用机电一体化技术能够实现在复杂环境下对机械设备的全面、实时监测，保证全部机械设备处于安全、稳定的运行状态下。通过互联网信息技术有效连接被监测机械设备与监测主机，如果监测系统中发现异常情况，控制中心能够及时进行合理调整，对相关数据进行全面分析与整理，采取有效的处理措施，减少故障问题对设备运行造成的影响，为开采作业的安全性提供保障[4]。利用机电一体化技术能够在网络基础上实现设备之间的有效连接，对机械设备的运行情况进行记录并上传至系统平台，工作人员可通过比较数据评估设备是否国难财故障问题，为设备的稳定运行夯实基础。图2为矿山监测设备示意图。
图2 矿山监测设备示意图
3.3 在运输机械设备中的应用
运输效率是对矿产资源开采效率形成影响的直接因素，只有保证运输效率才能有效提高开采效率。在运输设备中采用机电一体化技术能够有效提高运输设备的机械化、智能化与自动化水平，进而有效提高设备的运输效率。目前带式输送机在矿山开采中应用广泛，在合理应用机电一体化技术的基础上，能够实现对传输过程的准确控制，充分发挥机械的功能与作用[5]。例如带式传输机的枢纽技术水平显著提高，各项新产品的研发力度加大，工作面顺槽可伸缩带式传输及具有高效性的特点，并且通过对机电一体化技术的应用，形成了以PLC为核心以及多软件启动的可编程电控装置，驱动系统中采用行星齿轮减速器以及调速型液力耦合器，显著提高传输效率，目前多类型带式传输机已得到矿山作业的广泛应用。
3.4 在支护设备中的应用
支架设备主要为采煤工作面的液压支架，如图3所示，应用机电一体化技术能够实现电液控制，有效融合液压控制技术与计算机技术，实现成组定向移架与双向邻架，通过电液控制装置能够有效检测支架运行情况，避免支架及顶板受到冲击负载[6]。高压液体装置通过乳化液泵提供至液压支护设备，需要保证其具备良好的供液能力，同时液压支护设备的用液量能够实际情况自动调节。通过运用机电一体化技术，能够在系统中实现自动化配液，对高低液位进行自动化控制，实现对乳化液液度的实时检测。如果设定值范围的浓度不符合要求，能够自动化冲洗，具备一定的远距离传输功能，对实际用液量进行在线监控。对于乳化液的油位、液位、流量计量情况等，能够通过液晶显示器有效显示。
图3 液压支架示意图
3.5 在安全防护中的应用
矿山开采生产阶段应用机电一体化技术还需要充分考虑安全防护工作，足底啊程度保证生产作业的安全性，避免发生安全事故。目前矿山开采安全防护工作涉及大量的机械设备，部分设备易受到其他因素的营销发生故障，导致安全隐患增加。例如液压机械在矿山开采中十分常见，为了确保其安全稳定运行，不但需要提高其运行性能，确保其能够满足矿山开采要求，同时还需要加强监控，及时掌握设备的运行状态，如果发生异常情况能够及时解决，避免发生安全事故。
3.6 机电一体化技术的发展趋势
现如今随着我国社会经济的飞速发展，机电一体化技术的应用范围也在不断扩大，技术水平也在不断提高，随着采矿规模的不断增加，采矿生产作业对机电一体化技术的应用提出了更高的要求。未来发展阶段，智能化是机电一体化技术的主要发展趋势，能够实现的机械涉笔的智能化控制，对故障问题进行智能化诊断；
同时数字化也是未来机电一体化技术的主要发展趋势，能够有效提高技术的数据传输效率，使技术应用阶段形成的大量数据及时传输至控制中心，而远程化的发展趋势能够进一步提高机电一体化技术对机械设备的控制能力。最后，集成化也是机电一体化技术的主要发展趋势，该项技术本身具有综合性的特点，是多项先进技术融合的产物，集成化的发展目标不断提高提高技术应用水平，同时能够实现对多道工序的检测，有效提高整体工作效率。
4.1 加强专业人才队伍建设
在矿产开采阶段应用机电一体化技术，虽然能够有效减轻工作人员的工作量，提高工作效率，减少对传统人工作业模式的依赖，降低人力资源成本，但是虽然技术的不断发展革新，新技术将会更加复杂，因此对工作人员的专业能力有更高的要求，需要确保其合理使用新技术与新设备，充分发挥技术的功能与优势。因此企业需要注重对专业人才的培养，建立完善的人才培养体系，不断提高人才质量，确保机电一体化技术在机械设备中的合理、高效应用。同时，对矿产开采作业来说，随着使用年限的增加以及受到其他因素的影响，机械设备难免会出现故障问题，因此需要加强专业维修队伍的建设，确保维修人员具备丰富的工作经验以及较强的专业能力，能够及时发现问题并处理问题，最大程度减少故障的影响。企业的发展与人才息息相关，需要注重专业人才的引进，建立科学合理的培训机制，为企业的发展提供保障。
4.2 完善管理体系
企业不仅需要注重专业人才队伍的建设，同时还需要建立完善的管理体系，确保技术措施的有效落实，为相关工作的顺利开展提供保障。首先需要根据作业区的具体情况，配置完善的开采设备，同时结合开采环境建立相应的管理制度，确保每一个工作环节均能够实现机电一体化技术的高效应用，避免因为管理体系落后导致技术应用水平与开采质量低下的情况。其次，在生产作业各环节均需要做好监督工作，安排专业人员进行监督，保证机电一体化技术的合理应用，及时发现工作阶段存在的问题，有效解决。
综上所述，现如今机电一体化技术发展迅速，已得到矿山机械中开采设备、监控系统、运输机械等的广泛应用，具有极高的应用价值，不仅能够保证矿产开采作业的安全性，同时能够有效增加开采量，扩大开采范围，提高开采效率，具备降本增效的优势。另外，为了能够进一步提高机电一体化技术在矿山机械中的应用水平，相关企业需要加大技术研发力度，引进先进技术工艺，不断提高技术应用水平，为矿山开采的顺利开展提供保障。
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