时间：2022-05-23 09:38:44
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［摘要］随着我国的不断进步，各行各业也相继发展起来，各个行业在发展中都应用先进的机电一体化的技术，提高产品的性能、质量，从而获取更多的收益。煤矿企业也相继采用机电一体化的技术，并且在使用中加以改造，实现新的突破。本文就是讨论机电一体化的概念，研究机电一体化在煤矿企业中的应用及发展方向。
［关键词］机电一体化；煤矿机械；应用
机电一体化是集信息技术、电子技术、机械技术于一体的一门学科。随着机电一体化在中国煤矿机械中的广泛运用，不仅提高了企业的综合竞争力，也提高了煤矿企业的生产效率。机电一体化在煤矿中大大的提高了煤矿的产量，增加了我国的经济收入，降低了开采煤矿的成本，同时机电一体化的应用改善了煤矿人的工作方式，减轻他们的压力和工作量。但是，中国的机电一体化与国外还存在一定的差异，对机电一体化的研究还需要很多时间，也需要面临很多的问题。
1机电一体化的概念
机电一体化，从科学的角度来看就是指利用计算机软件对机械进行智能化的管理过程，实现机械的智能化技术。从结构的角度来看，机电一体化具有智能化、多功能化的特点。机电一体化能够针对煤炭机械进行故障检测，也可以对发电系统等等实现动态监控，一旦出现故障能够实现自动报警，实现了企业的自动化管理，也提高了企业的生产效率。
2机电一体化在煤矿机械中的应用价值分析
机电一体化在这个飞速发展的中国来说，是时展的要求。将煤矿事业的工作环境、工作安全性、工作的效率实现信息化是中国煤矿发展的必要要求。在西方国家，这已经实现机电一体化的信息化技术了，并且已经发展成熟起来，在煤矿企业的发展中已经变得无可取代，显著提高了企业管理与技术水平。
2.1机电一体化显著提高企业生产效率
相比较国外的发展，我国的机械化存在很多的问题，在生产效率上一直都是最大的问题，生产效率不提高起来，企业就会落后，最后煤矿事业将走向下坡路。我国的煤矿企业工作环境差、工人的工作时间长、安全问题差，这些问题的存在，严重的影响我国的煤矿企业，阻碍我国煤矿事业的发展。但是，机电一体化的产生，提高了机电一体化的生产效率，降低了企业的生产成本，提高企业的综合实力，在与国内、国外的竞争中，仍然占据优势。
2.2机电一体化提高企业的综合效益
机电一体化的产生及运用，可以提高国家的安全效益和综合效益。传统的煤矿企业的工作环境是粉尘多、阴冷、潮湿的，严重的影响工人的生活环境的身体健康，更直接威胁到工人的生命安全。而在机电一体化的产生之后，企业能够实现优化工作环境，粉尘会大大减少、工人的劳动强度小，大大提高了工作效率，也提高了企业工作环境的安全性。这样一来，工作环境得到改善、安全性能提高，提高了生产效率，员工的收入也相应的得到提高，综合影响但是当地的经济收入，同时带动国家经济的增长。
3煤矿中机电一体化的具体应用
煤炭开采是企业煤矿发展的必然结果，在采煤机与机械煤矿的配合使用下，进一步的提高了煤矿事业的发展，在质量、数量上都得到大大的提高。在现阶段，应用最多的就是电牵引采煤机，在实际的操作中，能够很好的起到牵引的作用，并且在节省电、能源方面有很强的优势。另外，电牵引的工作性能好、效率高、操作简单，具备很强的适应性。提升机也是其中很重要的一个部分，数字化的交流实现高科技、高水平的技术，这种高技术的体现就是在安全性、操作上，提高了企业的生产效率，为企业获取更多的利益。
4机电一体化在煤炭机械中的发展方向
4.1智能化的发展方向
随着社会的进步，人们不仅仅对于生活、物质的要求越来越高，企业也对于智能化发展的要求越来越高。所以对于机电产品的要求就有了新的标准，需要机电产品能够自主的辨别，实现自主决策的目的。在今天的发展中，人工智能已经得到很大的进步，逐步实现智能化的发展，为机电一体化的提高与发展开辟了新的方向。
4.2数字化、网络化的发展方向
互联网技术的开发与应用，实现机电产品的数字化制造，数字化制造可以帮助机电产品进行远程操作、远程监测、修复等等功能，这种远程化的控制帮助人们随时随地享受网络技术带来的优势。数字化的发展还朝着人性化的发展进行，各种机电设备的最终目的就是实现人性化的发展，更好的为人们服务。机电一体化不仅需要完善其功能，也需要在造型上让广大民众满意，符合人们的生活习惯。
5结语
机电一体化是社会进步发展的必然产物，是带动人类社会进步的驱动力、机电一体化在煤矿企业中的发展，带动企业的改革创新，为企业带来更多的收益，也为更多的工人创造更多的收益，实现互赢的状态。机电一体化保障机电的智能化、安全性、操作简便，扩大了机电的应用范围，保障机电设备的有效应用，同时也保障煤矿企业的健康及有序发展。
作者:杨成武 单位:西京学院
摘要：本文以机电一体化在煤矿机械中的应用为研究主题，分别对机电一体化技术概述、煤矿机械中机电一体化应用意义以及我国煤矿机械机电一体化技术的具体应用和未来发展方向进行了分析与阐述。
关键词：机电一体化；煤矿；煤矿机械；应用
机电一体化是基于信息技术、计算机技术、电子通信技术、工程机械技术以及自动化技术不断发展与应用的基础上得以实现。因此，机电一体化是一门综合性、技术性较强的学科，具有功能多样性的特点，在我国众多领域尤其是制造业、工业以及煤矿机械中具有重要应用价值。就我国煤矿机械而言，机电一体化的有效应用，在一定程度上提升了煤炭企业生产与管理的效率与科学水准，加大了煤炭企业的综合竞争优势，是煤矿企业现代化发展的必然趋势。但是，目前由于我国机电一体化技术研究与应用相对较晚，在实践应用中存在一定缺陷，因此对煤矿机械中机电一体化应用的研究具有重要现实意义。
1机电一体化技术概述
机电一体化技术的概念最早起源于1970年前后的日本，是结合应用机械技术与电子技术为一体的综合性技术。随着科学技术的不断发展与应用，机电一体化技术已成为以“微计算机”为主体的微电子技术、信息技术向机械工业渗透与机械电子技术相结合而形成的涵盖自动控制技术、传感测试技术、接口技术、微电子技术、信息技术、机械工业技术特征与功能为一体的综合技术。因此，机电一体化在一定程度上具有功能多样性、集成性、信息化、自动化等特点。基于机电一体化的完善与发展，机电一体化技术在我国煤矿企业中得到了广泛应用，在一定程度上提高了煤矿企业生产环节的安全性、稳定性，促进了煤矿企业机械化与自动化的建设与发展。
2机电一体化在煤矿机械中的应用意义
（1）机电一体化技术的应用是煤炭企业发展的必然需求。随着社会经济一体化进程的深化以及企业组织结构的改革发展，机电一体化技术的应用已成为煤炭企业现代化发展的必然需求，促进了煤矿现代化建设整体结构的优化发展。随着机电一体化技术在国际发展中的不断完善以及我国对其重视程度的提升，在煤矿机械工程中的应用已成为煤矿企业机电一体化技术应用的典型代表。（2）机电一体化技术的应用有利于提高煤矿机械生产效率。目前，在我国煤炭企业生产过程中，虽然已经逐渐实现了机械化生产的全面覆盖，但机械生产仍存在整体水平低下、工人劳动强度大、机械作业环境差、机械生产安全性不高等问题。而实现煤矿机械机电一体化技术的有效应用，如传送机、生产安全监控系统等方面的应用，可有效改善煤样企业煤矿机械工程生产问题，有利于提升企业生产效率，降低企业生产成本，降低企业人力资源的浪费。（3）机电一体化技术的应用有利于煤炭企业的安全生产。机电一体化技术在煤矿安全监督系统、后备保护设备等方面的应用，有效提升了煤炭企业机械生产的安全性，降低了煤炭企业工作环境对员工的影响与伤害，推动了煤炭企业安全生产理念的落实与优化。（4）机电一体化技术的应用有利于煤矿企业综合效益的提升。机电一体化技术在煤矿企业中的广泛应用，有效提升了企业综合效益。例如，煤矿机械机电一体化生产，改善了传统多粉尘、潮湿、暗冷环境下的人工作业；降低了工人的劳动强度，自动化操作提升了机械生产的安全性；改善了企业员工薪资待遇；为煤炭企业地方经济的发展提供了条件，如信息化维修、自动化操作、系统集成等行业得到了建设与发展。
3机电一体化在煤矿机械中的具体应用
（1）煤矿机械安全监控系统中的应用。煤矿开采、运行与管理安全问题已成为煤炭企业关注与思考的重点，近年来，随着社会经济的发展以及科学技术的应用，我国大多数煤炭企业结合自身实际情况，已经安装了煤矿机械安全监控系统，利用机电一体化技术，实现了各安全监控系统与采矿系统、运输系统、动力系统、监管制动系统的连接，进一步实现了系统故障检测与报警的自动化发展，有利于提高设备使用年限，提高维修人员的工作与管理质量，强化煤矿生产安全性。（2）输送机中的应用。输送机是我国煤炭企业生产与运行中较为常用的一种煤矿机械设备，它具有半自动化、长距离连续运输、高机械工作效率、大容量运输等特点，对我国煤炭企业机械化工程建设与发展具有重要促进作用。近年来，随着煤矿机械自动化、信息化、系统化的发展，煤矿机械带式输送机实现了机电一体化技术的有效应用，有效提升了输送机故障定位、安全预警、抗干扰、操作简便等性能。其中可编程型PLC控制器的应用，进一步提升了输送机整体工作性能，实现了不同环境下的长期作业，有效减轻了工作劳动负担，提升了煤矿机械生产效率。（3）采煤机与提升机中的应用。煤矿开采是煤炭企业生产工作中的核心环节也是首要任务，其开采环境多数比较恶劣，工作强度较大。因此，采煤机的应用对煤炭企业煤矿开发具有重要意义。在目前煤炭企业竞争日益加剧、煤炭企业开采事故频发的背景下，采煤机的工作质量与工作效率的提升具有重要研究价值。目前，我国应用最广泛的采煤机主要是电牵引采煤机，基于机电一体化技术的电牵引采煤机相对于传统液压牵引采煤机而言，其牵引作用更强，同时所需要的电能资源更小，操作控制性与工作效率更高，机械设备磨损性较小，是功能性与适用性较高的煤矿机械产品。提升机也是煤炭企业煤矿机械生产过程中，最具有应用价值的机械产品。随着我国煤矿机械机电一体化技术的应用与革新，数字化交直流提升机已成为我国煤矿机械生产中提升机应用的典型代表，并得到广泛的重视与使用。数字化交直流提升机集合了包括电子通讯技术、计算机技术、自动化控制技术等多项新技术与高新科技成果，有效提升了煤矿机械生产的安全性、机械操作的简便性，推动了我国煤炭企业综合效益的提升，强化了煤炭企业生产的安全性。（4）煤矿机械工程在节能减排功能中的应用。随着“可持续发展”、“绿色生产”、“低碳生产”等科学发展观念的提出，我国煤炭企业在生产与管理中进行了改革与创新发展，在煤矿机械生产中，通过利用机电一体化技术的信息编程，有效降低了煤矿机械工程中带式输送机、液压机、烘干机、提升机、传送机对电能资源的消耗，实现了低能耗、高效率产业结构的改革发展，为我国煤炭企业的优化生产创造了有利条件，又提升了企业竞争优势。（5）煤矿机械其他方面的应用。机电一体化在煤矿机械中具有广泛的应用，除上述提到的安全监控系统、输送机、采煤机、提升机等方面的应用外，在计算机技术与液压控制技术融合体系、在除尘机、煤矿机等机械设备自动变速系统，以及挖掘机安全系统中，同样具有发挥着重要作用，用以提升煤炭企业的机械生产质量与生产效率。
4机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向
（1）智能化发展方向。基于社会对煤炭企业机械生产的要求以及科学技术的不断创新，机械工程自动化以及机电产品智能化的要求不断提高，从而促进了机电产品的智能化发展。基于计算机机器人技术发展基础上的智能化技术的研发与应用，将进一步实现煤矿机械机电一体化的完善，为煤炭企业机械化的发展提供全新的方向。（2）微型化发展方向。微型化主要是指煤矿机械中机电一体化技术向微观领域以及微计算机方向的发展。机电一体化微型化系统的构建，有利于进一步简化机械操作程序，减少能源消耗，改变系统应用元件体积，强化信息管理。（3）网络化发展方向。互联网技术的应用已成为当今时展的主流趋势，使人们的生活需求与企业生产需求之间产生了密切的联系。在煤矿机械生产中，实现网络化的发展已成为新时期煤炭企业研究与思考的重点，有利于提升企业生产安全性，提高煤炭企业管理与经营效率。（4）人性化发展方向。人文精神以及人文理念的要求是我国企业改革发展的核心内容，在煤矿机械生产中，对于机电产品的应用应在“为人民服务”的基础上，进行不断创新与完善，营造良好的工作环境，提升企业竞争优势。（5）绿色环保发展方向。“绿色生产”、“生态环境保护”已成为我国煤炭企业机械化生产建设的重要内容，其中煤矿周边环境的保护、水资源的再利用以及能源的节约是新时期煤矿机械机电一体化发展的必然需求，具有重要意义。
5结语
总而言之，机电一体化技术在煤矿机械工程中的应用具有重要意义，不仅有效提升了煤炭企业生产、运行与管理的工作效率，也促进了煤矿机械工程自动化与机械化进程的深度发展，提升了企业在市场中竞争的优势。基于经济全球化以及科技的不断发展，为达到国际标准，煤矿机械机电一体化技术将得到进一步的创新发展，智能化、微型化、人性化的发展，将进一步推动煤炭企业安全、稳定与可持续竞争发展的优化。
作者:郎建栋 单位:河南省许平煤业有限公司机电处
摘要：机电一体化是一门综合学科，它包括机械、电气、信息、计算机等多种先进技术，在当前的各大煤矿企业中应用十分广泛。由于电子技术的迅速发展，传统的煤矿作业模式已不能满足企业发展的要求，而机电一体化这种运作模式可以很大程度上降低企业的生产成本，降低工人的劳动强度，提高生产效率，保障了施工作业的安全性。本文主要介绍机电一体化的技术原理、发展历程和特色优势以及它实践应用意义。
关键词：机电一体化；煤矿机械；应用研究
近年来煤矿工业的产业升级越来越明显，它对于高产、优质和高效的生产技术需求也有了一种新的需求。在生产力水平迫切需要提高的大背景下，机电一体化的出现给煤矿企业带来了希望，成为了当前各大煤矿企业普遍应用的生产运作模式。煤矿工业在传统工业中是一种比较传统和主打的产业，在新产业迅速崛起的今天，若要稳定巩固自身的地位，就要不断改进生产运作模式，不断引入最先进的生产技术和设备，降低工人的劳动强度，提高工作效率和生产质量，进而提高企业的经济效益。
1机电一体化的相关概述
1.1技术原理
机电一体化即通过对电力电子、信息通信、计算机控制等先进技术的整合，同时借鉴微电子技术、智能软件技术的技术精华，实现不同技术形式之间的相互渗透与结合的一种广泛运用于煤矿生产活动中的科技匹配系统。机电一体化代表着煤工业技术中先进生产要素的结晶，以其系统化、智能化、微型化和人性化的诸多优势，广泛应用于煤矿企业的生产领域，并为各大企业带来较为丰厚的效益。实现传统工业优化升级的同时，将先进的机电一体化技术应用于煤矿机械中，还能节能降耗，实现可持续发展的生产目标。
1.2发展历程
我国机电一体化起步较晚，其发展历程大致可以分为3个阶段：第一阶段，上个世纪60年代初，为满足国防建设的需求，在军工企业中科研人员开展了大量的实践研究，进而制造出一系列电子技术与机械系统相结合的技术载体，为机电一体化的研制开发奠定了稳定的基础。第二阶段，上世纪70年代开始，计算机、通信以及控制技术得到了快速发展，逐渐走向成熟，这些外部技术基础推动了机电一体化的进一步发展。第三阶段，起始于20世纪90年代，民用工业在国民经济体系中的地位逐渐增强，在众多科研院校、研究单位和企业的共同研究下，机电一体化技术得到了突飞猛进的发展，尽管与发达国家存在较大差距
1.3特色优势
随着新兴科技产业的蓬勃崛起，科学与技术之间的融合逐渐增强，传统的能源经济的生产模式越发不能满足当前国家崛起的战略需要，因而实现技术体制的改革创新，促成机电一体化体制的构建，既是一种必要性的驱使，也具有得天独厚的特色优势。
2煤矿机械中机电一体化技术的应用分析
2.1机电一体化技术在煤矿安监系统中的应用
煤矿安全生产监控系统是机电一体化技术的集中体现，但在我国起步很晚，1980年以后才逐渐开始在煤矿中得到应用，其原因主要有两个方面，一方面是因为上世纪80年代实现机电一体化的安监系统逐步成熟，开始得到应用，另一方面也是因为国外更为先进的煤矿监控技术很大程度上促进、帮助了我国安全监控技术的发展。安全监控系统的应用在很大程度上降低了煤矿事故的发生，对于煤矿企业的安全生产无疑起到了重要的作用。
2.2机电一体化技术在煤矿运输系统中的应用
随着机电一体化技术的逐步成熟，煤矿企业尝试了在井下运输系统中应用这一技术，如带式运输机。由于带式运输机运输距离长、功率大，机电一体化的应用可以在很大程度上排除安全隐患，其核心技术也在实践中得到了广泛的发展，并能够实现大倾角、长距离的安全运输，相配套的技术和关键元件也得到了产品研发与理论研究。
2.3机电一体化技术在采煤机中的应用
煤矿机械自动化不仅能够提高工作效率，也能大大降低安全隐患，为此，机电一体化的采煤机被逐步研发应用。此类型采煤机采用电牵引，相比传统的液压牵引采煤机动力更强，煤层倾角较大、顶板突然来压导致采煤机下滑时，自身也可以实现制动。同时，机电一体化的采煤机结构上更为简单，整机效率高，可靠性强，在煤矿生产中的应用也越来越广泛。
2.4提升机中的机电一体化技术应用
交直流全数字化提升机代表着煤矿机械中机电一体化技术的最高水平。在内装式提升机上，将驱动与滚筒的机械结构合二为一，总体整合了电力电子、机械、自动控制、通信等相关先进技术。采用总线方式的全数字化提升机不仅大大简化了电器安装，也使其达到了高度可靠的效果。
3机电一体化技术的应用意义
3.1实现了煤矿开采的高效生产
煤矿机械机电一体化技术的应用，在很大程度上提高了矿山开采效率，改变了以往落后的生产方式和作业模式，提升其中的技术操作便捷性和安全性，极大降低了工作人员的劳动强度，同时提升了生产效率和劳动质量，实现了产业升级。
3.2提高了矿山开采的经济效益
煤矿机械中机电一体化技术的成功应用大幅提高了煤炭产量，降低了矿山开采的生产费用，增加了煤炭企业的经济效益，并带动了相关经济产业的快速发展，推动了地方经济的蓬勃发展。
3.3提高了安全的煤矿开采工作环境
良好的开采环境是安全生产的有力保证，随着机电一体化技术的大量推广应用，煤矿机械的效率大大提高的同时，在很大程度上也减少了安全隐患的发生。传统的破、装、运、支、处等生产环节的机械被现代化的设备逐步取代，将采矿工作人员从危险的开采工作中脱出来，降低了发生危险事故的几率，使矿工的人身安全得到了保证，防止了职业病与工伤的发生。
4结语
随着经济的发展和社会的不断进步，煤矿企业在发展中对机电一体化也提出了新的要求，这在一定程度上促进了机电一体化技术的发展和完善。当前的机电一体化技术中已经融入了网络、光纤以及人工智能等新技术，在很大程度上可以提高工作效率以及作业的安全性，确保煤矿企业健康稳定的发展。
作者：丁龙 乔攀 黎坤 单位：六盘水师范学院矿业工程系
【摘要】本文简单介绍了什么是机电一体化，然后结合实际情况分析了机电一体化在煤矿机械中的应用意义以及机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向。
【关键词】机电一体化；煤矿机械；应用
随着科学技术的进步和现代煤矿对于采矿效率、生产的安全性要求不断提高，我国许多煤矿企业都进行了旧设备更新换代和技术革新，将机电一体化技术运用到煤矿生产过程中去，煤矿生产已经呈现出自动化、智能化趋势。
1什么是机电一体化
从结构层面分析，多功能性、智能化、自动化起机电一体化的显著特征，它是机械设备、信息设备和软件的有机融合，主要依靠科学技术和计算机软件来实现机械设备的信息化、数字化，从而提高机械设备的生产性能和效率。机电一体化在煤矿机械中的广泛应用能够提高我国煤矿企业的科技化水平和生产效率，进而增强企业综合实力。
2机电一体化在煤矿机械中的应用意义
2.1促进煤矿企业生产效率、效益的提高
机电一体化在煤矿机械中的应用顺应了我国经济飞速发展、煤炭企业深化改革的时代要求。就我国煤矿企业的生产现状而言，虽然大部分企业都基本实现了机械生产，但是整体机械化水平不高，这严重制约着企业生产效率的提高。然而，由于机电一体化技术的深入推广，煤矿企业的劳动效率有了显著提高。特别是自动化技术和微处理设备的运用，工人的个人劳动效率得到提高，进而提高企业的总体生产效率。不断提高的产量使得企业的经济利润得到提高，同时，工人收入也随之增加。机电一体化的运用，大大提高了我国经济发展水平。
2.2提高煤矿生产安全性
近年来，煤矿生产安全性已经成为社会热点话题。众所周知，我国传统的煤矿工人大多在多粉尘、阴冷、潮湿的环境下工作，工人的身体健康和生命安全受到严重威胁，而机电一体化的运用大大降低了工人的劳动强度，改善了工作环境，将生产安全事故发生的可能性降到最低，加大了劳动保障，有效的保证了煤矿工人们的生命安全。
3机电一体化在煤矿机械中的应用实例分析
3.1机电一体化技术在采煤机中的运用
作为生产过程中最重要的机械设备之一，采煤机的工作效率直接关系着煤矿的产量、企业的效益。电牵引采煤机作为机电一体化技术在采煤机中运用的一大典型，有效的解决了采煤机移动过程中的阻力问题，当采煤机出现滑动现象时，电牵采煤机可以利用发电制动，在其轴端配备了性能良好的停电功能，这样就能避免生产过程中的滑动现象。
3.2机电一体化技术在安全生产监控监测系统中的运用
从20世纪90年代起，我国就开始了对于安全生产监控监测系统的研究，经过科学家们的不懈努力，我国终于有了自己的一套技术水平较高的监控监测系统，其中包括：我国常州自动化研究所研制的kj95系统、煤科院重庆分院研制的kj90系统等等。在这些监控监测系统的研发过程中都有效的利用了机电一体化技术。
3.3机电一体化技术在带式输送机中的运用
由于自身半自动化水平高、机械效率高、连续输送距离长、输送量大等优点，带式输送机在中国煤矿企业中广泛使用，是原煤输送的主要设备。随着机电一体化的深入运用与不断发展，现在我们已经可以使用设计简单、操作方便、不需要复杂的接口装置与输入输出设备的可编程型PLC控制器，这种控制器具有很强的抗外界干扰能力，即使在比较恶劣的环境中，也能进行长时间的作业。
4机电一体化在煤炭机械中应用的发展趋势
4.1应用更加智能化
人工智能技术不不断发展，神经网络、模糊数学、心理学、混沌力学等领域的研究都取得了丰硕的成果，这为机电一体化水平的提高奠定了基础。并且，我国煤炭生产需求不断在扩大，对于机电产品的智能化要求也不断增加，要求这些产品具有超强的逻辑判断能力、推理能力，甚至可以自主决策，机电产品智能化已经成为时代的需求。
4.2应用更加人性化
机电产品在煤炭设备中的应用也是为了更好的服务于人类的生产活动。更好的服务于人们的生产和生活是机电产品发展永远不变的宗旨。当然，这对机电产品也提出了更高的要求。中国的研发机构需要进一步完善机电产品的性能和结构，同时还要照顾到人们的审美需求，在设备外形、色彩等方面着手，使设备更贴近煤炭生产工人的需求，符合工人的工作习惯，更好的为我们的生产生活服务。
4.3应用更加环保化
改革开放以来，我国经济取得了突飞猛进的发展，与此同时，我们赖以生存的生态环境遭到了极大破坏，环境问题也已经成为社会的一个热点问题。我们社会的发展需要更加环保的技术和产品，这已经成为社会发展的一大趋势。在煤炭行业应用机电一体化技术，使得煤炭生产过程更加符合可持续发展的需求，节约能源，保护环境。产品绿色化、环保化，产品使用寿命结束后，重新进行分解，进而再利用。机电产品环保化，并且将其应用到煤炭机械设备中，是社会发展的大趋势。总之，为了适应经济迅猛发展以及社会的不断进步，对于机电产品的要求也不断提高，当然，这也能促进机电一体化在煤炭机械中的应用不断完善和发展。这样，我国煤炭产业才能不断发展，生产效率、综合实力得到提高，进而实现这一产业的可持续发展。
作者：胡鹏 刘宏 单位：邵阳学院魏源国际学院
摘要:
煤矿机械的机电一体化技术包含了计算机控制、信息、通信以及电力电子等方面的内容。在我国煤矿产业高速发展的今天,机电一体化技术受到了人们的广泛关注。笔者分析了机电一体化技术的大致特点,介绍了其在煤矿机械中的应用,并总结了其在我国的发展趋势。
关键词:应用 煤矿 机电一体化技术
我国的煤矿机械行业不断追求技术革新,在此背景下机电一体化技术进入了人们的视野。机电一体化技术是一门结合了机械、计算机、信息等技术的新兴技术领域。煤矿开采领域的机电一体化技术旨在降低煤矿工人们的劳动强度,在大幅减低煤矿生产成本的同时提高企业的生产效率,并保障矿山开采的安全性。与此同时,机电一体化技术在企业的安全监控生产以及重型设备的维护工作中也起到了重要的作用,从而在一定程度上促进了企业的发展。
1机电一体化技术
1.1机电一体化技术的相关介绍
机电一体化技术在主功能、动力功能以及控制功能的整合工作上有着突出的成绩,同时其引入了另外的先进技术如智能软件与微电子技术。机电一体化技术可以促使计算机、机械、微电子等技术的融合,从而形成最佳的匹配系统。30多年来,我国的机电一体化技术保持着稳定发展的态势,获得了一定的成绩。机电一体化技术产品的重要发展方向是智能化、微型化与系统化。煤矿行业的机电一体化技术的运用,将有利于企业开展节能减排的生产活动,同时也能促使企业提高生产安全性,从而增加企业的生产效益。
1.2机电一体化技术的发展历程
机电一体化的发展史大致可以分为3个阶段
（:1）20世纪60年代之前的时期是机电一体化技术的第一发展阶段,然而彼时的军事原因在很大程度上阻碍了机电一体化技术的发展,在这个阶段中,机电一体化技术发展缓慢,其产品的开发研究能力处于较低的水平
（。2）机电一体化技术的研究工作中的第二阶段是从20世纪70年代开始的,这一阶段可以称作机电一体化技术发展的黄金时期,彼时通信、控制技术以及计算机的高速发展为机电一体化产品提供了强大的技术支持,而在此过程中,大规模集成电路与微型计算机领域的长足进步也促进了机电一体化技术的发展。
(3)在20世纪90年代起,机电一体化技术进入了第三发展阶段。在这一阶段中,机电一体化技术向智能化的方向迈进。微细加工技术以及光学技术进入到机电一体化技术之中,从而产生了一些崭新的机电一体化技术的分支。我国的机电一体化技术经过几十年的发展取得了令人瞩目的成绩,但总体水平仍与国际先进水平有着较大的差距。
1.3在煤矿行业的机电一体化产品
煤矿是我国重要的战略能源,因此,国家给予了煤矿行业足够的重视,机电一体化产品进入到煤矿行业并应用于矿产机械对于我国的煤矿生产有着重要的意义。由于机电一体化产品的应用,供电设备、提升机以及电牵引采煤机等设备已经具备安全报警、图像监控以及自动监控等先进功能。因此,机电一体化技术在煤矿机械中的应用有利于提高矿山开采工作的安全性与效益性。
2机电一体化技术在煤矿企业中的实际应用
2.1机电一体化技术在采煤机上的应用
在煤矿开采工作中,采煤机具有极其重要的作用,而电牵引采煤机的成功研制对于煤炭开采而言有着重要的意义。电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿机械上的典型应用,与传统的人力采煤机相比,电牵引采煤机拥有更大的牵引力,并且电牵引采煤机还具有整机效率高、维修量较少以及可靠性高等优点。
2.2带式输送机上的机电一体化技术
带式传送带在煤炭的运输方面有着重要的作用,我国目前已自主研发了多种类型的带式传送机,并在相关的输送机关键部件的研制工作中取得了突出的成绩,使得国产带式输送机的功能日趋完善,稳定性也得到了大幅的提高。
2.3机电一体化技术在煤矿企业安全生产监控系统上的应用
煤炭生产企业要始终坚持“安全第一,以人为本”的原则,因此,煤矿企业必须要具备功能完善,可靠性高的安全生产监控系统,而先进的机电一体化技术的出现为煤矿企业带来了福音。我国依据自身国情,自主研发了新一代的煤矿安全生产监控系统,其中有KJ90和KJ95系统,这两大系统在促进监控系统智能化与提高煤矿生产可靠性方面有着重要的作用。
2.4机电一体化技术在煤矿提升机上的应用
机电一体化技术在提升机上的应用的最大成果便是交直流全数字化提升机的研发使用。先进的机电一体化技术使得内装式提升机的驱动与滚筒的结构融合在一起,从而达到整合机械、自动控制与通信等技术的目的。目前我国自主研发的全数字化提升机,拥有先进的系统,且可靠性高、性能出色。
3先进的机电一体化技术在煤矿机械中的应用前景
3.1大幅提高煤矿开采的经济效益
经济效益对于煤矿开采工作而言十分重要,如何提高煤矿开采的经济效益是煤矿企业所需重点考虑的问题。而机电一体化技术在煤矿机械中的应用,大幅地增强了煤矿机械的性能,提高了煤矿开采的效率,从而使得煤矿企业获得更加丰厚的经济效益,促进了当地经济的发展[1]。
3.2为煤矿开采创造了更加安全的环境
传统技术条件下的煤矿开采工作主要依靠人工下井进行工作,这使得矿工们的生命财产无法得到有力的保障。而先进的机电一体化技术在煤矿开采行业应用后,大大地提高了煤矿机械的性能,使其在煤矿的提升、采掘以及运输的工作上发挥更加巨大的作用,从而将矿工们从危险的工作环境中解放出来,最大程度上降低矿工们患上职业病如尘肺病的几率,保障了矿工的身体健康[2]。
3.3促使煤矿开采效率的大幅提高
高效率是煤矿开采的追求,高效率的开采工作不仅可以节约资源、降低能耗,还能为煤矿企业带来巨大的经济效益。机电一体化技术在煤矿行业的应用,有效地提高了煤矿机械的性能与工作效率,由于其摒弃了落后的生产模式,因此，降低了煤矿工人们的工作强度,从而促使矿山开采工作的总体效率得到大幅的提高[3]。
3.4加速煤矿企业的改革
传统煤矿企业的生产方式与煤矿开采机械都相对落后,在我国煤矿需求日益增大与煤矿资源短缺的今天,煤矿企业应当积极改革生产方式与提高生产机械的性能。而先进的机电一体化技术在煤矿行业的应用,能给企业带来丰厚的回报,煤矿企业在激烈的市场竞争中必须不断提高创新能力,提高煤炭的利用效率,才能在市场竞争中获得有利地位。机电一体化技术拥有巨大的前景,可以促使煤矿企业积极引进人才,推进改革创新,不断深化机电一体化技术的应用,从而提升自身的竞争力,创造良好的经济效益[4]。总之,当前我国的煤矿机械设备在朝着程序化、信息化以及智能化等方向发展,机电一体化设备因其功率小,可靠性高等特点而被人们广泛应用于矿山开采工作中。机电一体化煤矿机械在降低生产人员的危险与提升煤矿企业的生产效率等方面作出了卓越的贡献。我国的机电一体化设备发展趋势是:增加机械的通信功能;研制多功能煤矿机器人;自主研发煤矿机械的核心配套设施。
4结语
先进的机电一体化技术在煤矿机械上的应用,是我国科技创新的杰出成果,也是中国建设现代化煤矿企业的需要。机电一体化技术有利于完善我国煤矿企业的生产功能,提高其生产效率,保障生产人员的生命财产安全,从而提高企业的经济效益。
作者：王庭国 单位：陕西煤化机电安装有限公司
【摘要】
本文简单介绍了什么是机电一体化，然后结合实际情况分析了机电一体化在煤矿机械中的应用意义以及机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向。
【关键词】机电一体化；煤矿机械；应用
随着科学技术的进步和现代煤矿对于采矿效率、生产的安全性要求不断提高，我国许多煤矿企业都进行了旧设备更新换代和技术革新，将机电一体化技术运用到煤矿生产过程中去，煤矿生产已经呈现出自动化、智能化趋势。
1什么是机电一体化
从结构层面分析，多功能性、智能化、自动化起机电一体化的显著特征，它是机械设备、信息设备和软件的有机融合，主要依靠科学技术和计算机软件来实现机械设备的信息化、数字化，从而提高机械设备的生产性能和效率。机电一体化在煤矿机械中的广泛应用能够提高我国煤矿企业的科技化水平和生产效率，进而增强企业综合实力。
2机电一体化在煤矿机械中的应用意义
2.1促进煤矿企业生产效率、效益的提高
机电一体化在煤矿机械中的应用顺应了我国经济飞速发展、煤炭企业深化改革的时代要求。就我国煤矿企业的生产现状而言，虽然大部分企业都基本实现了机械生产，但是整体机械化水平不高，这严重制约着企业生产效率的提高。然而，由于机电一体化技术的深入推广，煤矿企业的劳动效率有了显著提高。特别是自动化技术和微处理设备的运用，工人的个人劳动效率得到提高，进而提高企业的总体生产效率。不断提高的产量使得企业的经济利润得到提高，同时，工人收入也随之增加。机电一体化的运用，大大提高了我国经济发展水平。
2.2提高煤矿生产安全性
近年来，煤矿生产安全性已经成为社会热点话题。众所周知，我国传统的煤矿工人大多在多粉尘、阴冷、潮湿的环境下工作，工人的身体健康和生命安全受到严重威胁，而机电一体化的运用大大降低了工人的劳动强度，改善了工作环境，将生产安全事故发生的可能性降到最低，加大了劳动保障，有效的保证了煤矿工人们的生命安全。
3机电一体化在煤矿机械中的应用实例分析
3.1机电一体化技术在采煤机中的运用
作为生产过程中最重要的机械设备之一，采煤机的工作效率直接关系着煤矿的产量、企业的效益。电牵引采煤机作为机电一体化技术在采煤机中运用的一大典型，有效的解决了采煤机移动过程中的阻力问题，当采煤机出现滑动现象时，电牵采煤机可以利用发电制动，在其轴端配备了性能良好的停电功能，这样就能避免生产过程中的滑动现象。
3.2机电一体化技术在安全生产监控监测系统中的运用
从20世纪90年代起，我国就开始了对于安全生产监控监测系统的研究，经过科学家们的不懈努力，我国终于有了自己的一套技术水平较高的监控监测系统，其中包括：我国常州自动化研究所研制的kj95系统、煤科院重庆分院研制的kj90系统等等。在这些监控监测系统的研发过程中都有效的利用了机电一体化技术。
3.3机电一体化技术在带式输送机中的运用
由于自身半自动化水平高、机械效率高、连续输送距离长、输送量大等优点，带式输送机在中国煤矿企业中广泛使用，是原煤输送的主要设备。随着机电一体化的深入运用与不断发展，现在我们已经可以使用设计简单、操作方便、不需要复杂的接口装置与输入输出设备的可编程型PLC控制器，这种控制器具有很强的抗外界干扰能力，即使在比较恶劣的环境中，也能进行长时间的作业。
4机电一体化在煤炭机械中应用的发展趋势
4.1应用更加智能化
人工智能技术不不断发展，神经网络、模糊数学、心理学、混沌力学等领域的研究都取得了丰硕的成果，这为机电一体化水平的提高奠定了基础。并且，我国煤炭生产需求不断在扩大，对于机电产品的智能化要求也不断增加，要求这些产品具有超强的逻辑判断能力、推理能力，甚至可以自主决策，机电产品智能化已经成为时代的需求。
4.2应用更加人性化
机电产品在煤炭设备中的应用也是为了更好的服务于人类的生产活动。更好的服务于人们的生产和生活是机电产品发展永远不变的宗旨。当然，这对机电产品也提出了更高的要求。中国的研发机构需要进一步完善机电产品的性能和结构，同时还要照顾到人们的审美需求，在设备外形、色彩等方面着手，使设备更贴近煤炭生产工人的需求，符合工人的工作习惯，更好的为我们的生产生活服务。
4.3应用更加环保化
改革开放以来，我国经济取得了突飞猛进的发展，与此同时，我们赖以生存的生态环境遭到了极大破坏，环境问题也已经成为社会的一个热点问题。我们社会的发展需要更加环保的技术和产品，这已经成为社会发展的一大趋势。在煤炭行业应用机电一体化技术，使得煤炭生产过程更加符合可持续发展的需求，节约能源，保护环境。产品绿色化、环保化，产品使用寿命结束后，重新进行分解，进而再利用。机电产品环保化，并且将其应用到煤炭机械设备中，是社会发展的大趋势。总之，为了适应经济迅猛发展以及社会的不断进步，对于机电产品的要求也不断提高，当然，这也能促进机电一体化在煤炭机械中的应用不断完善和发展。这样，我国煤炭产业才能不断发展，生产效率、综合实力得到提高，进而实现这一产业的可持续发展。
作者：胡鹏 刘宏 单位：邵阳学院魏源国际学院
科学技术的进步，在客观上带动了机电一体化数控技术的更新和完善，并且在当前的发展态势下，被广泛应用到了众多的领域中。煤矿开采作为社会经济发展的重要支撑，是社会经济稳定正常运行不可忽视的方面，机电一体化数控技术在煤矿开采企业中的应用，可以大大地提高开采的质量和效率，改进开采的技术和方式，并且在不断的实践探索中，在采煤机故障的诊断以及微机监控等方面也取得了显著的成效，根据机电一体化数控技术的发展状况，它在煤矿机械设备中的应用是具有重要意义的。
1机电一体化数控技术在煤矿中应用的概况分析
从当前的煤矿开采施工的现状来看，机电一体化数控技术的应用具有重要的作用，它是综合了各种先进的技术，包括液压控制技术、电子技术以及机械技术等的综合，可以极大地提高煤矿机械设备操作的安全性、可靠性和经济性，并且也为后期的维护拆除等各种提供了便利。当前的应用现状，主要是以微处理器和微机为核心的控制装置和电子技术，在很多的煤矿机械设备中都有体现，其中电子技术较为突出，例如煤矿机械设备中故障的报警、自诊以及在线监控等，还包括提升机的PLC系统、采煤机的变频控制系统等的诸多方面，而且随着煤矿开采技术的进一步发展，会对煤矿机械性能有更高的要求，这就使得在煤矿机械的结构构成中，电子控制装置的应用会更加的普遍，维护会更加的专业。在实际的煤矿生产过程中，煤矿机械的经济性和性能的自动化程度是决定着煤矿生产通风、排水以及供电等安全性能的。煤矿电子性能的优劣以及控制系统的质量是否良好是直接影响着机械设备的运行可靠性、动力性和经济性的，然后对其使用寿命、生产效率和施工质量产生深刻影响，作为现代煤矿机械设备重要组成部分的电子控制系统，逐渐成为了现代煤矿机械化水平的重要体现。科学技术的不断发展，在煤矿机械设备中，电子控制系统的地位更加的巩固，随之而来的就是它的结构复杂程度不断加深，那么它的性能作用会更加全面的发挥，这就需要操作人员有专业的技能水平，可以对机械设备有熟练的掌握，能够简单处理一些故障问题，并制定合理的维护保养措施。一般来说，从大量的煤矿机械设备在实际开采中的应用可以看出，煤矿机械设备需要满足以下几方面的性能，首先，具有较高的精度，施工的操作简单，自动化程度高不需要过多的人工投入，并且满足节能降耗的要求，生产效率十分良好，并且实用性强，便于后期的维修管理；其次，要满足使用寿命长、安全系数高以及运行稳定可靠的要求，并且它的制造和使用成本不会过高；第三，负责操作的工作岗位条件好，劳动强度不能过高；最后，可以大大降低停机维修的时间，可以对出现故障的部位及时准确的查出，并且可以对故障进行自诊和自动警报。随着时代的发展，如果仅仅依靠液压技术和机械技术，那是很难满足煤矿机械设备各种性能改进的要求的。因此，就需要积极地发展电子控制技术，提高其普及率和使用率，它是机电一体化数控技术的重要体现，如果可以在煤矿开采机械设备中应用，必然会推动煤矿开采机械设备的又一次更新换代，从性能上产生质的飞跃。
2煤矿机械中机电一体化数控技术的应用分析
2.1煤矿综合采煤中的应用
当前，机电一体化数控技术在煤矿机械设备中应用最为典型的就是电牵引采煤机，它是机电一体化数控技术的有力体现，从它的实际应用来看，在它的牵引特性上，是远远优于液压牵引的，具有无可比拟的先进性，可以很好地应用在大倾角煤层上。它还具有一系列的应用优点，例如反应灵敏、使用周期长、运行效率高、安全可靠、动态性好以及结构简单等等。
2.2煤矿开采运输的提升设备
第一，带式输送机。这是煤矿开采输送环节中重要的运输设备，其自身具有效率高、运行可靠、输送量大，运输距离长等的特点。第二，矿井提升机。它可以轻松的完成全数字化交直流提升工作，特别是对内装式提升机，驱动和滚筒是连接在一起的整体，它是机电一体化数控技术应用的典型设备，它的应用可以大大地简化机械设备的结构。
2.3其他类的煤矿机电一体化装置
从实质上来说，煤矿供电设备是属于其他机电一体化设备范畴的。根据煤矿供电的特点，也就是要满足大功率设备的要求，设备的质量较高，运行安全可靠，因此，就要根据煤矿开采的实际来采取合理的方法以最大程度的减少无功功率的损耗，减少供电系统中的无功电流，进而提高功率的因数，一般来说，常用的方法有两种，即就地补偿和集中补偿。从当前的应用现状来看，使用最为广泛的是微机保护开关，它的网络功能是较为齐全的，对于煤矿开采来说，是十分有益的，值得大力的推广采用。
2.4煤矿安全生产中的应用
除了上述的分析外，机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用还涉及到矿井安全生产监控系统，它是一种十分高效和合理的措施，可以对煤矿管理和安全生产起到积极的维护作用。从实际的煤矿开采工作来看，它所具有的特点就是，首先，它所采用的是Win－dows操作系统，可以接入互联网，实现网络功能，可以促进测控分站智能化水平的提高；其次，根据煤矿开采工作的特点，严格的遵守煤矿开采安全生产的规章章程，要求在一些大中小的煤矿高瓦斯矿井中，特别是瓦斯含量超标的矿井中，必须要安装矿井监测监控系统，对矿井的情况进行实时的监测，便于及早发现异常状况。
3机电一体化数控技术在煤矿机械中应用的建议
由于我国的机电一体化数控技术起步较晚，相对于国外先进技术来说，还存在着很大的差距，加上从当前我国的社会经济发展态势来看，就需要研究人员加大科研力度，增加在机电一体化数控技术上的资金投入，进而在实践中不断的提高我国的机电一体化数控技术水平，使其可以更好的应用在煤矿机械中，提高自动化程度。另外，也可以积极的借鉴国外先进的技术，并依据我国煤矿开采行业的实际状况，把握开采活动的要点，从而制定出一套不仅符合我国煤矿企业发展而且又可以促进机电一体化数控技术进步的发展规划，使其两者可以更好的结合，从而使我国的煤矿开采行业发展前景更为广阔。
4结束语
在当前的煤矿开采行业中，机电一体化数控技术的应用具有重要的现实意义，不仅可以保证煤矿生产的安全可靠，提供煤矿开采的效率和质量，还可以促进机电一体化数控技术的进一步完善。我国的机电一体化数控技术起步较晚，相对国外先进技术来说，还有很大的不足之处，需要技术人员加强研究，并积极借鉴先进经验，从而推动煤矿机械的智能化、自动化发展。
作者：胡剑辉 唐建忠 单位：丰城曲江煤炭开发有限责任公司
1关于机电一体化技术
1.1我国机电一体化技术研究历程
从过去几十年的研究历史可以看出，我们可以把机电一体化技术的研究在我国分为四个阶段：上世纪六十年代以前，由于中国的内部问题以及战争，促使煤矿机械和电子技术的集成处理系统，这也体现出我们国家在这个问题上的机电一体化产品发展，在很大程度上是自我发展的水平，这也导致了我国发展自己的技术限制，已开发成功的产品难以获得大范围，导致下一个努力工作得到进一步发展；七十年代初，受到世界飞速的传播与发展，计算机通信控制技术为中国的机电一体化产品的发展提供了良好的外部技术基础。例如，技术的发展和国际大规模集成电路，计算机，研究我国机电一体化技术以外部物质条件。第三阶段始于九十年代初，由于光学技术的渗透，微加工技术，新型机电一体化技术越来越多地开始出现，最后的决定机电一体化技术是向智能化方向发展。
1.2机电一体化技术概述
目前最先进的机电一体化技术功能对比传统机电技术最大的特点是极大地加强了控制系统，以主菜单与机电一体化相结合以及源函数为基础，利用高端智能软件技术和微电子技术，引进多个相互融合、相互渗透的领域，以此新兴机电一体化注入新的活力。但在这一过程中，也可能面临多项技术的简单的、不集中的相加，这也给当前机电一体化增加了不少困难。研究发现，机电一体化技术在信息、计算机、煤矿机械加工、微电子技术等领域中可以寻求到最佳匹配。现在的机电一体化产品的发展是一个系统———智能化和小型化，以此达到煤矿机械加工与机电一体化技术能够共同操作，极大地满足了煤矿安全生产的需求、有效降低劳动紧张程度，并提高最终救援人员的安全度，极大地保护了矿区原生态环境，以此达到降低生产能耗的目的，使机电一体化得到长期有效稳定的发展。
1.3煤矿机械加工中机电一体化产品
伴随着全球资源日益紧缺，各国对能源问题的越来越关注，煤矿作为我国战略资源不可或缺的成员，其开采的重要性可见一斑。如今，伴随着越来越先进的机电一体化产品应用到煤矿机械加工中来，煤矿企业的开采效益越来越高。如今，以计算机控制为主的国产供电设备、提升机、电牵引采煤机、掘进机和输送机等煤矿机械加工都具备了全程监控、自动报警、图景扫描、信息控制等先进功能。这使得在我国的煤矿机械加工管理工作中，机电一体化产品的应用尤为广泛，也确保了煤矿开采工作中的高安全性、高效益性与高技术性。
2煤矿机械产品的机电一体化与生产流程的协同策略
机电一体化策略的主要内容有：其一、关系型产品模型；其二、与关系型产品模型相匹配的产品信息管理系统；其三、以实例推理为基础的智能技术。三方面是机电一体化策略的重要手段。以企业原有产品作为开发对象，开拓思路，对其进行重新改造与设计，充分重视与利用企业可再生的信息资源，提高交货效率及产品质量，节约成本的同时，增加了产品的环保性。企业想要在激烈的市场竞争中立于不败之地，就需要在机电一体化中积极寻求方法。
2.1零件分类及其变型模式
受制作成本限制，一般在定制煤矿机械产品零件事都是批量生产的，所以，首先应保证零件资源特性，其次要考虑不同客户的不同需求，对不同要求的零件进行单独处理。煤矿机械产品一般由标准件、通用件与定制件三类组成零件。机电一体化的模式受不同类型零件的影响其功能会产生差异。需要特别说明的是，在煤矿机械产品的机电一体化阶段，首先应该保证通用件的变型是根据已有实例做出的取代变形模型，当该模型已经不具备重用条件或是达不到变型所需要的条件时，零件变型主模型就必须通过参数化变型得到满足煤矿机械产品定制的需求。
2.2利用AutoCAD软件操作系统作为快速实现机电一体化产品信息的辅助工具
AutoCAD是指计算机的辅助设计，是设计者在设计过程中利用计算机技术或其他辅助设备帮助设计师工作时使用，使用它的画，抬高的过程，可以很简单按照各部分的大小、模式进行绘图，最终依据准确的命令完成煤矿机械的设计。由平面和高程AutoCAD绘制，在图纸中，利用软件充分表述设计者思想意图，并且可以产生三维立体模型，用最直观的方式在最大程度上表现出设计与施工。当然，任何软件都不可能完美无趣，AutoCAD绘制出来的图形同样也会存在一些软件系统难以完善的缺陷。因此，在设计部门经常使用PS图象处理软件。在煤矿机械产品的机电一体化开发中，利用几何数据模型和属性数据模型可建立煤矿机械产品的变型模型。
2.3煤矿机械几何数据模型
目前，在一体化煤矿机械产品中，操作者主要做到两项工作，一是数据化管理产品固有生成属性，二是要分析数据间的关系，此关系主要指层次分布关系。因此，分析机电一体化模型就要将其分为两部分：矿机械生产属性信息及零件图形信息。为了更好地体现零件图形信息，一般可以运用AutoCAD技术细致的体现煤矿机械零件的各个微小细节；相比之下，煤矿机械产品属性产生巨大的信息数据量，它对煤矿机械中各类零件特征进行采集归纳，以此为基础，才能实现生产煤矿机械零件实施信息化操控以及全程监控机电一体化过程等，具体到在几何数据模型中体现机电一体化工作则是由几何图形表示，为了便于从直观上观察数据，在几何数据模型中将通过点、线、面结合的方法展示。通过这些数据可以充分了解矿区环境下的所有煤矿机械产品和零件分别具有的不同属性特征与几何特征。首先，系统下的点线位置表示了几何特征；其次，属性特征则依据不同地物的分属类型进行层次归类。由前文所述可知，研究对象是几何集合构成，组成方式，为了更好地展开研究，我们可以将杂煤矿机械类的属性特征和几何特征分别分类并阐述其定义。一般情况下，具备几何特征的数据可以分为层次数据与几何数据两方面。几何数据是研究煤矿机械形状大小、空间位置及其拓扑关系等方面的基础数据。
2.4煤矿机械属性数据模型
一般情况下，属性特征可以对描述各物体要素特征、形态和分布关系等方面产生直接影响。煤矿机械产品属性与图形信息息息相关。实体对象与图层信息都拥有单向的属性数据。首先对属性数据和客观数据间的联系进行简要介绍。基本属性数据一般可以分成公共属性、独享属性、共名或共值属性、可否传播属性、传值属性和传名属性八种类型。然而如果以分类和层次关系为分类标准，那么又可将各属性数据分做两大类，例如：煤矿机械产品属性数据主要是由各设备的名称编号、赋予原值、生产状态、地理坐标等构成。
3结束语
文章首先介绍了煤矿机械产品的机电一体化要求，然后对机电一体化的参数化模型展开分析，同时根据煤矿机械产品的表达模式的机电一体化分析FlexRIA法。可以是一个很好的产品，传统的煤矿机械性能和实现数据管理通过模型的属性数据，几何数据模型对现有大量煤矿机械产品零件的分布式层次关系进行了总结，体现出系统界面、可视化、可操作性强等优点，极大地促进了中国的煤矿机械产品技术的发展，提高了企业经济效益，同时对煤矿机械产品制造技术与生产流程的协同性具有很好的借鉴和指导意义。
作者：李道敏 单位：三峡电力职业学院 机电与自动化学院
1机电一体化的发展现状
20世纪60年代我国开始实际应用机电一体化，到了90年代，随着计算机技术和网络技术的不断发展和成熟，机电一体化开始被广泛使用，并实现了跨越式发展。近几年来，机电一体化技术广泛应用于煤矿企业生产中的各个领域。但我国机电一体化技术与国外先进水平相比还有差距，因此，我们需要重视机电一体化的应用，并加大对机电一体化的研究力度。
2煤矿机械中应用机电一体化的重要意义
2.1有利于安全生产
机电一体化有利于安全生产，煤矿井下作业环境阴冷、潮湿、粉尘多，对工人的身体健康的危害很大，采用机电一体化后，一方面可以减少人工作业，优化作业环境;另一方面，引入机电一体化能够实现信息化自动控制，能够实现机械设备功率实时变化，能够实现除尘机、采煤机、烘干机等机械设备的转速自动变速功能，大大降低机械的磨损。
2.2能够提高作业效率
尽管目前很多企业开始进行机械采矿作业，但机械化水平不高，煤矿工人劳动强度依然很大。使用机电一体化技术后，可以代替大量劳动工人或普通机械设备进行作业，节省人力资源，可以有效提高挖掘效率，降低生产成本。
2.3有利于提高经济效益
机电一体化有利于提高煤矿企业的经济效益，主要是因为:①大大节省了物力、人力，节省了人力成本和其他机械设备使用和维护成本。②煤矿生产实现了自动化作业，劳动生产率得到了提高。③员工的安全状况得到了保障，工作环境得到了改善。
3机电一体化在煤矿机械中的应用
3.1在线监控、故障诊断及自动报警
监控系统在大部分煤矿得到了广泛的安装或使用，监控系统可以有效地监控采矿系统、制动系统、动力系统、液压系统以及运输系统等。若被监控对象发生异常，监控系统可以及时发出警报，监控系统具有强大的优势。1)能够自动诊断系统是否出故障及故障原因。2)可以及时准确地发出警报。3)能够提高设备的使用寿命。4)能够减少维修的成本和时间。5)可以有效提高安全事故责任人的管理水平。
3.2提升机械设备半自动化或自动化程度
煤矿机械设备的自动化或半自动化控制可以大大降低或减少因人为错误操作而导致的安全问题，还可以降低工人的作业难度，有效提升劳动生产率。
3.3应用于节能减排
信息化编程可以将液压机、烘干机、传送机等机器的电能消耗量控制在合理的水平，避免了由于人员操作而造成的货物装载不满或超载的现象，可定量传输原煤，大大降低了电量的消耗，提高了煤矿生产效率，优化了产业能耗结构，达到了节能减排的效果。
4机电一体化在煤矿机械中的发展方向
4．1更加智能化
智能化可以使煤矿开采系统更完善，能够更好地满足煤矿生产中的安全性、经济性等要求。煤矿井下地形复杂，工作条件恶劣，各类安全事故时有发生。虽然人工操作难以避免，但煤矿智能化是一种趋势。
4．2更加微型化
机电一体化更加微型化是指在煤矿机械生产中，机电一体化技术逐渐应用于微型领域。这是因为微型化具有体积偏小、便于操作等优点，它能够为煤炭机械发展提供更高质量的服务。
4．3更加网络化
随着信息时代的到来，网络技术得到了迅速发展，从而把人们的生活生产紧密联系在一起。网络技术应用到煤矿生产中后能够对煤矿生产进行实时监控，能够提升煤矿生产的安全性能。鉴于这些优势，机电一体化在煤矿机械中必然趋于网络化。
4．4更加环保化
现如今，环保提升为国家的重要日程。在煤炭生产中，环保更是成为了一个重要问题。因此，在煤炭开采中，环保问题必须放在首要位置，摒弃传统煤矿开采方式，将废水回收再利用等进行科学、合理的规划，使煤炭生产得到可持续发展，使煤矿生产与地区经济保持协调发展。
5结语
综上所述，机电一体化在煤矿生产中起着举足轻重的作用，在未来几年，机电一体化的使用将会朝着更加智能化、微型化、网络化和环保化方向发展，不断完善煤矿生产技术，给煤矿企业带来更多的经济利益和社会效益。
作者：侯瑞峰 单位：山西汾西矿业集团中兴煤业
1机电一体化技术的发展趋势
随着煤矿资源开采难度的加深，机电一体化技术也被广泛地运用到煤矿机械中去。但是，机电一体化技术作为煤矿机械设备的核心技术也并不是一成不变的。当前，许多拥有丰富煤矿资源的国家都在加强对机电一体化技术进行研究，以此来确保煤矿机械能够朝着智能化、信息化、自动化的方向发展，减少煤矿工作中安全事故的发生，提高工作安全，提高工作人员的生命安全，并在此基础上，有效地提高工作效率，使得煤矿的开采能够提升到一个新的层次中去，实现经济效益与安全生产双赢的局面。因此，在今后的机电一体化技术改革创新中，机电一体化技术要提高其通信能力，要加强对危机预警软件的开发研究，研究出新的安全监控系统，提高煤矿机器人工作的智能多样化。
2煤矿机械与机电一体化技术
2.1安全监控技术
煤矿工作是在井下进行，由于井下环境恶劣，存在着许多的不安全因素，对工作人员的安全工作和生命安全带来威胁。机电一体化技术能够及时地对煤矿工作环境中的有毒气体进行监控，并及时地预警给煤矿施工人员，有利于工作人员及时作出防范措施，从源头上来避免有毒气体的泄露给工作人员的生命安全带来隐患。在煤矿机械中运用安全监督技术，能够有效地提高安全监督系统的工作性能，及时地对设备故障进行排查，对设备故障的部位精准到位地运用数据显示出来，并能够自动化地对设备异常进行纠正，对设备故障发出警报，以此来避免因为设备故障耽误了工作的顺利进行，给工作人员的生命安全带来威胁，造成企业巨大的经济损失。
2.2节能损耗技术
煤矿工作进行中，因为煤矿机械设备的性能不高，操作难度比较大，常有资源能源浪费的现象出现。为了提高煤矿工作的工作效率，减少工作运行中能源损耗，就要加强对煤矿工作的管理，还应该要对其相应的设备进行技术革新。采煤机是传统的煤矿工作运行中对资源能源耗费现象比较严重的机器设备之一，传统的采煤机以液压技术来对其工作的开展进行牵引，液压技术具有不稳定性，导致牵引力不足，为了提供充足的牵引力，需要提供大量的能源消耗能量来进行补充，且对设备的损害大，导致能源损耗过大。现在采煤机运用电气一体化技术进行牵引，因为电流具有稳定性，所以能够提供平稳的牵引力，有效地降低设备在工作过程中的磨损程度，减少设备维修的次数，有效地实现了节能损耗，提高了煤矿工作的安全可靠性，提高了煤矿工作的工作效率，促进了企业经济的快速发展。
2.3机械自动化技术
传统的煤矿工作一般都是由人工来进行施工，机械只是起到辅助作用，导致人工的工作强度大，给工作安全和生命安全带来了威胁，不利于提高煤矿工作的工作效率，给煤炭的产量和质量都带来了一定的影响。机电一体化中的机械自动化技术运用到煤矿机械中去，能够有效地实现施工管理以及施工机械化。机械自动化技术的运用，能够使用机器代替人工进行施工，通过对机器人的控制，及时迅速地检测出施工环境的有毒气体，进而确定工作的安全方式。能够有效地减少施工人员工作的强度，提高施工人员工作的安全可靠性，还能够及时地将发现异常现象以图文的方式反馈给管理系统，然后提交到施工管理部门处，通过对异常现象进行分析，技术做好防范措施，有利于提高工作质量，保证工作人员的生命安全。
3结语
随着科学技术水平的提高，煤矿机械也在不断地改革发展，机电一体化技术将会更加广泛地被运用到煤矿工作中，进而有效地提高工作环境的安全可靠性，提高工作人员的生命安全，有效地减少能源损耗，减少设备的维修次数，提高煤矿工作的工作效率，为煤矿企业创造更多的经济财富。
作者：赵大伟 单位：淮北矿业集团公司刘店煤矿综采区
一、煤矿机械中机电一体化的特点
1、实现机械生产的自动化和智能化在煤矿机械中应用机电一体化可以实现煤矿机械生产的自动化和智能化，全面提高煤矿机械的运行效率，提高煤矿企业的生产效率。首先，应用机电一体化技术可以实现煤矿机械运行状态监控的智能化。比如，在机械运行过程中，系统可以对电动机和传动系统等的运行状态进行智能监控，一旦发生运行故障，系统能够在第一时间发现并快速确定故障发生位置，发出警示提示工作人员。其次，应用机电一体化技术可以实现机械运行自动化，提升煤矿企业生产效率。比如，应用机电一体化对采煤机进行控制，就可以实现采煤机的自动运行，提升采煤机的采煤速度，提升企业生产效率。
2、降低管理成本，减轻工作人员的工作负担在煤矿机械中应用机电一体化可以实现机械运行的自动化和智能化，如此一来，煤矿企业就可以大大缩减机械运行管理工作人员，降低煤矿企业机械管理成本。除此之外，可以大大降低工作人员的工作负担，在机械运行管理工作中，管理人员不必再亲力亲为，每样工作都需要亲自进行管理方能够解决问题，保证工作效率，工作人员可以直接通过计算机控制程序实现机械管理的远程控制，甚至是无人智能化控制[2]。并且，应用机电一体化技术实现机械运行的自动化和智能化，还能够减少工作人员操作失误的出现，在传统的机械管理工作中，一旦管理人员经验不足或者是专业技术水平有限，在管理工作中就经常会出现工作失误甚至是工作错误问题，保证不了煤矿企业机械的正常运行，影响煤矿企业生产效率。而应用机电一体化技术，则可以有效避免该问题的出现。
二、煤矿机械中的机电一体化分析
1、提高安全生产监控系统的工作效率安全生产监控系统是煤矿企业生产工作体系组成中最重要的一个环节。在煤矿企业的生产过程中，安全生产监控系统能否稳定、高效运行不仅关系到企业生效效率的高低，还直接关系到包括企业机械运行安全以及工人施工安全等在内的企业生产的安全性。因此，在煤矿企业生产过程中，一定要对安全监控系统的运行状态引起足够重视，提升安全生产监控系统的工作效率，保证煤矿企业生产的安全性。我国在煤矿企业安全生产监控系统中应用机电一体化技术的发展时间比较短，所以技术上还存在一定缺陷。目前，机电一体化在安全生产监控系统中的主要应用表现在与X190系统的运用，该系统能够有效提升安全生产监控系统的智能水平，保证安全生产监控系统能够长期稳定、高效运行，进而提升煤矿企业的生产效率。
2、提高采煤机的工作效率煤矿企业的生产主要靠采煤机来实现，因此，提高采煤机的工作效率对提升煤矿企业的生产效率具有极为重要的推动作用。当在煤矿机械中应用机电一体化的理论被提出来之后，首先研究的对象就是在采煤机中应用，所以相对于其他煤矿机械中机电一体化技术的应用而言，采煤机中机电一体化应用技术发展的是最为完善的。机电一体化技术在采煤机中应用的最大体现就在于电牵引采煤机的研制。相对于传统采煤机而言，电牵引采煤机不仅能够实现采煤机的自动化和半智能化，还能够提供更加强大的牵引力，保证采煤机能够在各种复杂煤层中进行采煤工作[3]。并且，电牵引采煤机运行的稳定性也比传统采煤机稳定性强，耐磨损度高，还具有自动检测功能，可以通过定期自动检测对采煤机的状态进行检测，一旦发现故障，可以发出警报并准确指出故障位置，提示工作人员及时进行维修。
3、提高煤矿企业煤炭装载运输工作效率想要综合提高煤矿企业生产效率，除了要提升煤矿企业采煤作业的工作效率，还需要提升煤矿企业采煤工作完成后，煤矿装载运输作业的工作效率，可以说，生产、装载运输作业，就是整个煤矿企业生产工作中最重要的组成部分。而在装载工作中应用机电一体化技术，就可以实现装载运输工作的自动化和智能化，解放人类劳动力，提升科学发展力，进而提高装载运输工作效率。
三、结束语
在煤矿企业中应用机电一体化技术是提升煤矿企业生产效率，推动企业更好、更快发展的最佳选择。虽然，当前我国的机电一体化技术发展时间尚短，技术还不成熟，但已经体现出了其在煤矿机械中应用的巨大价值。因此，煤矿企业一定要重视起机电一体化技术的研制和开发，尽早完善机电一体化技术，更好的提升煤矿企业的工作效率。
作者：王淑文 单位：通化矿业（集团）有限责任公司
摘要：作为能源型企业，煤矿企业推广机电一体化技术，可以有效的降低企业生产成本，提高采煤作业质量，实现对资源设备的优化配置。机电一体化技术是现代煤矿企业发展的重要趋势，对解决煤矿领域生产问题有重要价值。
关键词：煤矿；机电一体化；发展
机电一体化技术是以机械技术为基础，实现对现代自动控制技术和计算机信息技术充分整合利用的发展技术。机电一体化技术可以提高煤矿企业的总体经济效益，可以促进煤矿企业的快速发展，实现优化煤矿生产等目标。
1煤矿机电一体化技术简要分析
1.1煤矿机电一体化概念。煤矿机电一体化技术主要通过电气工程和机械工程有机结合，利用计算机设备把信息技术融入到煤矿生产的全过程，从而通过煤矿机械和电力设备的自动化控制，全面提高煤矿生产的效率。煤矿机电一体化技术经历了计算机软件系统发展，微电子设备的成熟，数字信息化时代到来，以及智能化设备的突破等多个准备期，目前已经可以广泛的使用一体化技术对煤矿机电设备进行操作。煤矿机电一体化技术可以充分的运用计算机技术的运算优势，实现对机电设备运行数据信息的全面存储和有效分析，实现信息自动控制目标。机电一体化技术还可以对机电设备的运行情况进行数据分析，在计算机系统上科学的判断机电设备的运行情况和分析潜在的风险。通过机电一体化技术还可以提高生产过程的安全性，可以对生产的细节进行有效的控制。目前机电一体化技术的操作向着简单化的方向发展，有助于提高标准化的机电操作技术的普及，在全面减轻采煤作业负担前提下，极大的提高采煤作业的效率。
1.2煤矿机电一体化特点。现代煤矿机电一体化技术是建立在多种技术综合运用基础上的一体化。现代信息技术已经成为煤矿机电一体化技术的支撑，通过必要的信息数据的收集与判断，可以全面提高煤矿生产过程的控制水平和效率，从而开发出有效的煤矿生产控制系统，解决好煤矿生产管理中的实际问题。首先，清晰的信息化界面支持采煤管理。采煤图形显示系统是当前煤矿机电一体化技术发展的主要特点，通过多个信息页面的显示系统，可以全面准确对采煤段进行监测，可以在操作系统中综合的分析采煤层的作业情况，并且使用相应的管理措施，通过管理技术人员落实好采煤策略，全面提高采煤的效率。其次，智能化的控制系统提高管理效率。通过信息化的采煤控制系统可以对机电一体产品进行有效的运用，可以实现对现有机电设备的自动化控制，从而优化提高机电设备的工作效率。第三，强大的实时通讯功能，机电设备一体化技术是建立在良好的通讯基础上的管理技术，注重通过光纤实现井上井下相联，建立起信息系统与机电设备的数据交换机制，可以实现信息的互换，这样既有利于对机电设备的保护，同时可以实现机电设备的全面控制。
1.3煤矿机电一体化现状。目前煤矿企业已经广泛在推广实施机电一体化技术，着力运用机电一体化的装备设施降低煤矿生产成本，提高煤矿生产效率，解决煤矿生产过程中的实际问题。特别是随着计算机技术的快速发展，煤矿机电一体化已经广泛开展研究信息化技术的普及应用模式，对煤矿运行过程中的数据收集意识日渐提高，注重通过必要的注重信息来支持煤矿机电一体化技术的使用。目前我国煤矿机电一体化设备的使用情况已经较为广泛，但是机电一体化设备的质量相对较低，还存在着机电设备一体化整体配置不足，机电一体化设备配置不均衡，机电一体化技术使用效率低等实际问题。煤矿领域机电一体化技术的推广还需要发展的过程，还需要解决当前煤矿企业盲目跟风投资问题，需要煤矿企业根据自身规模的实际需求，深层次研究机电一体化设备，并且注重引进专业的机电一体化管理人才，实现现有设备的高度利用，这样才能提高煤矿企业机电一体设备的利用效率，发挥出机电一体化技术的作用，为煤矿企业的机电一体化发展打下坚实的基础。机电一体化还应当向着煤矿企业的核心生产环节发展，还需要解决好开采、井下供电和运输等实际问题，从而为提高煤矿开采效率和质量提供更有力的技术支持与帮助。
2煤矿机电一体化的技术应用
2.1在采煤设备中的运用。机电一体化技术可以广泛应用于采备设备当中，在很大程度上降低了人力资源对设备的操作量，极大的减少了人力作业的危险，并且把人为不安全因素降到了更低的程度。通过机电一体化的控制方法，可以把采煤设备的作用充分的发挥出来，可以实现在更恶劣环境下的无人工作业，这对于提高采煤的效率，减少外在环境对采煤操作的影响，同时提高不间断操作的效率，进而降低设备的故障率都有重要的意义。通过一体化技术的广泛使用，还可以减少维修费用，可以使采用设备高效运转。2.2对采煤过程的全监控。通过机电一体化技术可以广泛的收集采煤作业的信息，可以实现对采煤全过程的有效监控，机电一体化技术不仅有效完善的信息收集系统，还可以通过预定的程序对采煤数据信息进行研判，这对于提高对采煤过程中潜在风险的预判有重要的意义。通过一体化的监控管理系统可以及时的发现采煤过程中的问题，并且实现机器设备与人的有效协调，从而提高采煤安全的保障性，同时实现了机电设备硬件与软件的有效协调。
2.3在运输设备中的应用。机电一体化技术还可以广泛的应用于煤炭的运输过程，实现了科学的调配运输资源，对于煤矿运输设备的自动化控制，有效的分配煤矿现有的运载能力有重要的意义。通过一体化技术可以准确的分析每天的采煤量，可以根据采煤量实现现有运输和存储资源的调配，在发挥现有设备作用的基础上，解决好惯性载荷的问题。同时还可以对运载力的故障进行及时的判断修复，这对于不断完善煤矿运输水平，提高煤矿运输的安全性和可靠性有重要的意义，是现代煤矿运输效率的重要保证。
3煤矿机电一体化的管理措施
3.1注重引进先进的管理技术。煤矿机电一体化技术的核心是引进计算机技术，注重通过计算机来引导煤矿机电设备的智能化发展。只有注重引进以计算机为主的先进的机电设备技术，才能不断对机电一体化进行全面更新，从而提高机电一体化与网络的有效结合，借助现代通讯技术提高通讯的可靠性和稳定性，从而达到机电一体化的控制目标。目前我们可以运用机电一体化技术主要用于对开采设备的管理方面，需要通过有效的培训专业技术人来实现煤矿的顺利开采，从而实现对煤矿开采的有效保障和科学管理。
3.2设立专门的机电管理机构。提高煤矿企业机电一体的管理水平，发挥出机电一体化技术在机电管理中的实际作用，必须注重发挥机电技术管理机构的作用，形成完善的机电机构管理体系，注重通过贯彻落实明确的机电管理制度标准，全面提高机电管理工作的积极性，解决当前机电管理工作人员积极性不高的问题，从而保证机电设备的顺利运行，实现提高机电设备管理积极性的目的。也只有通过建立起完善的机电一体化技术的管理机构，才能有效的在煤矿企业内部推广相关管理规定，不断提高机电管理人员的工作能力水平，把先进的设施和技术在煤矿企业内部进行有效的推广。
4煤矿机电一体化的发展方向
4.1智能化。智能化是机电一体化技术发展的主要方向，只有注重推动智能化系统的建设，才能把各种机械电力技术综合应用到煤矿企业发展的全过程，从而增加煤矿机电功能的推广与应用。为了提高机电设备的智能化水平，还应当通过智能化设备加强对井下环境及信息的收集，通过智能化设备实现对机器设备运转情况，井下开采环境数据信息的全面收集和智能判断，在此基础上提高设备操作的有效性，全面降低机电设备运行过程中的风险。
4.2微型化。微型化机电设备管理的重要内容，微型化的机电设备不仅可以提高操作的灵便性，而且可以有效的降低机电设备的维修难度，使机电设备可以深入到煤矿企业环境的各个角落，从而有效的减少因为环境问题阻碍机电设备推广的困难，通过机电一体化技术的微型化的不断发展，可以极大的普及机电一体化技术，从而推动煤矿企业技术革新的深入进行。
4.3系统化。随着煤矿开采企业规模的不断扩大，煤矿开采中应用机电一体化技术的日渐成熟，只有注重实现系统化的技术发展，从体系上关注煤矿企业设备的运行情况，才能在机电管理中把关注的重点转移到实际应用层面，最大限度的避免在运用过程中出现的实际问题，并且发展出效率较高、较为可靠和耐用性好的机电一体化实现，实现软硬件水平的升级。
4.4绿色化。绿色是当前对能源型企业提出的基本要求，只有注重提高机电设备的绿色化水平，才能把机电技术广泛的使用于各个领域，从而不断获得煤矿企业相关方的支持，通过绿色化技术的广泛应用，可以充分的发挥出技术方面的优势，可以把机电一体化技术以最大效率应用于煤矿开发的始终。
作者：陈术 单位：安徽省淮南矿业集团顾桥煤矿
摘要:文章介绍了国内外机电一体化技术的研究现状，并重点阐述了煤矿机电一体化的发展趋势和机电一体化在煤矿中的应用。
关键词:煤矿;机电一体化;发展与应用
1机电一体化技术的研究现状
1．1机电一体化的定义
机电一体化(Mechatronics)是1971年由日本学者在日本杂志《机械设计》中提出的，是由机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、信息技术、光学技术等多学科形成的一门交叉学科，目前已经发展成为部分学校的专门专业。但对于机电一体化的具体内涵和概念学术界并未形成统一的认识。VanBrussel教授认为，机电一体化是跨领域的并行工程，它包括机械、微电子、控制工程和计算机技术等多门学科，而机电一体化的目标就是实现上述多门学科和技术的综合应用。德国Isermann的教授认为机电一体化属于交叉学科的综合领域，机电一体化包含的交叉学科可以分为机械系统和与其相关的控制系统，而其控制系统又包括信息系统、计算机系统等。控制系统主要用于服务机械系统，便于工程师在远程对机械系统进行操控。国内曾庆良等［1］定义机电一体化是一个包含机械、电子电气、信息等功能模块的技术系统，是多学科技术的综合作用，各个功能模块之间存在着密切的交互关系，其中起决定作用的不是某一单独的技术，而是这些技术的联合作用，这些技术的联合作用使系统具有更优秀的性能或实现了新的功能。
1．2机电一体化的设计
目前，国内外学者在机电一体化的设计方面已经进行了大量研究工作，按照研究方向可以将机电一体化设计分为三大类。1)侧重于概念设计过程和相关软件的研究。机电一体化的概念提出后，国外大量学者进行了大量尝试。如德国的R．Iserrmann教授及其团队以机电一体化的控制系统为核心进行了尝试，但缺乏驱动器、传感器和机械部分的融合，难以达到机电一体化的完善设计。JurgenGausemeier教授团队进行以半规则式计算机语言为核心的机电一体化设计，但并未实现理想的机电一体化系统。法国的PSA所进行了以机电一体化模型库为核心的设计，通过模型库的查找和存储简化机电一体化的设计，但并未达到理想效果。英国的Lancaster大学尝试了以键合图理论、方框图为基础的功能模块的混合建模，但主要以机电一体化的控制为主，执行构件部分研究又不够深入。在国内，机电一体化的起步较晚，但经过大量专家学者的不懈努力也取得了丰硕的成果［2］。如上海交通大学的邹慧君教授将机电一体化的主要研究对象转向以实现运动功能为主，并对系统方案设计进行深入研究，实现了较为理想的功能求解模型。山东大学的黄克正团队以功能分析和重构理论为设计基础，提出了机电一体化概念系统的过程模型。华中科技大学的杨家军团队以机械运动方案和传感器设计为研究基础，加之计算机系统的辅助功能，完成了机电一体化系统的设计。2)侧重于开发过程的研究。主要代表是德国工程师协会2004年的VDI2206系统，其设计过程如图1所示，根据用户需求提供系统设计(面向领域的设计)，包括机械领域、电气领域和信息领域，在完成系统集成后再通过系统设计的验证，最终得到客户需要的产品。但这种机电一体化的设计仅提供了一个设计思路，缺乏具体的设计过程。3)协同仿真技术。仿真技术在20世纪初期开始应用于其他领域，在20世纪末被引入机电一体化领域，目前国内外学者就机电一体化的机电仿真技术已经开展了大量的研究工作。在国外，VanBrussel和VanBeek开展了协同仿真的参数设计，解决了系统仿真参数的优化问题。荷兰Twente大学的JobVanAmerongen教授及其团队开展了机电一体化模型的仿真工作，实现了多领域机电一体化的仿真研究。在国内，钟掘院士等［3］学者从机电系统耦合及各耦合参数间的关系入手对机电一体化系统进行研究，设计出系统功能优化的物理模型，该课题已经突破早期研究存在的难题，该研究方法在机电一体化系统研究方面十分深入，研究的重点是系统的后期设计。而李伯虎院士和清华大学熊光楞教授在协同仿真方面也开展了大量工作，开出了基于协同仿真技术的复杂产品。
2煤矿机电一体化技术的发展趋势
近年来，全球制造业始终面临着转型升级和可持续发展的挑战。2013年4月，德国开启了“工业4．0”，即第四次工业革命。“工业4．0”主要包括两个主题，即“智能工厂”与“智能生产”。我国机电一体化经过多年的发展和积累，机电一体化取得了巨大进步，但发展并不完善。因此，在2015年5月，我国了“中国制造2025”行动纲领［4］。该纲领提出在2025年之前迈入制造强国行列;在2035年以前，与中等制造强国的水平持平;在2049年，成为世界的制造强国。因此，煤矿机电一体化未来的发展进程必然与“工业4．0时代”和“中国制造2025”行动纲领存在一致性关系，所以笔者认为，未来煤矿机电一体化未来的发展趋势主要有高度自动化、高度智能化、高度网络化。
3机电一体化在煤矿中的应用现状
1970年我国大同矿务局首先试验自行设计的第一套综合机械化采煤系统。到20世纪80年代，随着国际综合机械化采煤技术的发展，我国综合机械化采煤也得到了空前的发展;到90年代中期，采、掘、机、运、通基本完成了机械化，大大提高了采煤效率，减少了煤炭灾害的发生;进入本世纪后，我国矿业机电一体化又有了突破性的进展，完善的安全生产监控系统、大型固定采煤机械等在煤矿投入使用，但仍与世界先进的采煤机电一体化存在差距。
3．1液压支架电液控制系统
相比西方发达国家，我们在液压支架电液控制系统的研究较晚。1995年第一台自主研制的液压支架电液控制系统至今，出现了不同型号的多种电液控制系统液压支架，但实际国产的液压支架电液控制系统在国内煤矿的应用仍不太乐观，目前矿井综采工作面采用的液压支架电液控制系统仍以国外的设备为主，部分软弱顶板支护采用的单体液压支架系统也存在类似的情况。这一方面是由于国产的液压支架电液控制系统未能突破技术瓶颈，而国外的液压支架电液控制系统(以美国和德国为主)具有完善的故障诊断预警装置，可实现液压支架与采煤机、刮板机联动和远程控制。
3．2电牵引采煤机
国内电牵引采煤机的研制工作从20世纪80年代末期开始，经历了近十年的研究才取得了突破性的进展，目前电牵引采煤机也是煤矿机电一体化的重点研究方向。国内比较先进的电牵引采煤机包括山东能源机械集团公司研发的MG150/345－WOK交流电牵引采煤机和太原矿山机器集团有限公司研发的MGTY307/10－1．1D电牵引采煤机。这两种采煤机目前都能实现1．8m以上的薄煤层开采，同时可以完成煤层倾角在25°以下的综合机械化开采工作。我国电牵引采煤机的发展大大加快了我国煤炭机电一体化的发展。但目前煤矿机电一体化(机械化)率约70%，而综采率仅为40%，对比世界国家发达国家超过80%的综采率，仍存在很大的发展空间。目前电牵引采煤机具有的优势有:①牵引特性较好，世界先进的电牵引和液压牵引技术都具有良好的调速特性，但国内的液压牵引系统稳定性不如电牵引系统，因此采用电牵引可以有效地保证电牵引采煤机的牵引特性;②机械传动效率高(＞90%);③牵引力可以满足大倾角煤层开采;④工作可靠性高;⑤易于实现微机自动控制;⑥机械传动和结构较简单。
4结语
本文对国内外机电一体技术的研究现状进行了分析，特别指出了煤矿机电一体化技术的发展趋势和目前机电一体化在煤矿中的应用现状。目前在煤矿中机电一体化技术主要应用在液压支架电液控制系统、电牵引采煤机、煤矿安全控制系统等，而随着“工业4．0”时代的开启，以及我国了“中国制造2025”行动纲领，笔者认为未来煤矿机电一体化未来的发展趋势主要有高度自动化、高度智能化、高度网络化。
作者：李乐 单位：潞安集团 司马煤业有限公司
摘要：对机电一体化的意义进行了阐述，并对机电一体化技术在掘进机、采煤机、支护设备、输送机中的应用展开探讨。认为实现煤炭资源开采的机电一体化是提高煤炭资源节能绿色生产的重要途径。
关键词：机电一体化；煤矿机械；煤矿开采
引言
新世纪煤矿机械领域发展的核心技术是机电一体化技术，随着现代社会煤矿资源需求量的日益增长以及环境问题的日益严峻，如何利用现代科学技术，有效提高煤炭产出率，减少回采率，降低对环境和其他资源的影响是关键。煤矿机械的机电一体化技术将电子技术、自动化及电气装备等有效结合在一起，实现煤矿开采、传送的无人化、重型化和智能化，从而实现优化资源、提高资源利用率的目的。
1煤矿机械中机电一体化应用的意义
煤炭资源是我国主要的能源之一，高效开采煤炭资源是促进我国现代化建设的重要方面。在煤矿机械中加强机电一体化技术的应用，提高煤矿机械的智能化和自动化也是我国煤矿机械今后发展的主要方向。机电一体化在煤矿机械中应用的意义主要表现在以下几个方面。1）有利于煤矿作业的安全保障。煤矿开采工作和其他工作相比，所面临的环境更加恶劣和复杂，特别是对于井下作业来说，保障员工安全尤为重要。在煤矿生产过程中，生产机械的正常运行是保障其运作的根本要求，煤矿机械存在的外部环境具有潮湿、粉尘大、易燃气体浓度高等特点，如果无法保障机械的安全运行，则容易发生严重的安全事故。提高煤矿机械的自动化和智能化水平，减少人为操作的几率，能够有效保障工作人员安全以及机械的运行效率，提高机械运行的稳定性，降低机械操作失误率，所以，加强机电一体化技术的应用有利于煤矿作业的安全保障。2）有利于提高劳动生产率。机械代替手工实现自动化生产是提高劳动生产率的主要途径。在煤矿机械中应用机电一体化技术，能够进一步优化劳动生产方式与劳动资源的结构，减轻工作人员工作负担的同时提高煤矿生产的效率，从而提高煤矿企业的经济效益，增加工人的工资收入[1]。
2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生产单位使用的机械设备，其电气部分包含了矿本质安全操作箱、矿用隔爆型电铃、防爆灯、矿用防爆开关箱等，同时结合液压系统实现机械生产功能，从而达到对煤矿自动化开采的目的。其控制系统的任务是保护和控制机械设备的主控制器，而且需要对故障进行检测和信息记忆。并且，具有良好的人机交互界面，能够同时实现显示操作相液晶屏和防爆安全开关箱显示仪表的功能。其中，开关箱与操作箱之间的信息传输应用的是动力载波技术，这种技术只需要利用普通的两芯通讯电缆就可以实现，而且操作简单安全。对于整个电气系统而言，主要体现的特点是设计理念比较先进，显示功能强大，能够实现较好的人机交互功能，而且安装简便，易于操作，安全性能高。主要利用可编程控制器作为关键部分，实现短路故障、三相不平衡故障以及过电压故障的监控，而且也能够实现油泵的检测和保护。同时，它还可以将电机运行状况、电气参数以及故障信息显示出来，以便工作维修人员参考[2]。电气部分的控制由PLC来实现，将PLC和电流互感器、漏电检测装置、电机温度保护装置以及输出信号连接，通过程序的编辑和运行来实现整个电气部分的自动化、智能化控制，同时实现故障的智能性检测、切断以及存储。
3机电一体化技术在采煤机中的应用
采煤机是煤矿生产过程中最为重要的机械部件，其生产效率的高低直接决定了煤矿生产产量的高低，从而影响到煤矿企业的经济效益。目前，我国采煤机中机电一体化应用最为广泛的是电牵引采煤机。它不同于传统的液压牵引采煤机，它的牵引性能、自动化水平以及适应能力更强，有效克服了采煤机在移动时产生的阻力，而且在采煤机下滑过程中，可以通过发电机的发电制动来有效控制下滑速度。并且也能够将下滑时产生的电能反馈回电网，实现能源的高效利用。例如，在煤矿实际开采过程中，随着矿井深度的加深，煤层的倾斜角也会加大，大多数会呈现出40°~50°的倾斜角，这时，采煤机的工作面是倾斜的，就需要良好的制动来对采煤机进行制动。电牵引采煤机轴端设置有良好的停电装置，能够有效避免采煤机才使用过程中的下滑现象。目前，我国采煤机的机电一体化技术应用已非常广泛，而且在此基础上也研发出了许多高性能、高质量的机械设备[3]。
4机电一体化技术在支护设备中的应用
在煤矿采煤实际工作中，大多数的支护设备采用的是液压支架。但是，随着电气化生产技术的提高，电液综合控制的支护设备应用也越来越多。它主要是利用计算机技术和液压控制技术，将二者有机结合起来，形成了定压双向邻架的结构，提高了支架承受顶板所带来的负荷冲击能力。而且，电液控制的支架也比传统支架的移动速度要快，同时，可以实现支架工作状态的有效监测，提高支架的安全性能。液压支护设备需要高压液体装置才能正常进行工作，通常采用的是乳化液泵来提供液压能力。目前，我国生产的智能化乳化液泵站系统分别由自动配液系统和供液系统两部分构成。它具有自动检测邮箱、油位的功能，实现自动配液以及乳化液浓度的自动检测，一旦乳化液浓度不合标准，则会发出警报，并对其进行定时反冲洗，调节其浓度。
5一体化技术在输送机中的应用
在我国煤炭实际生产过程中，进行井下作业时，需要利用带式输送机将井下开采出的煤炭输送到地面上的指定区域内。所以，实现输送机的机电一体化功能也是提高其输送能力与工作效率的重要内容。输送机的电气运行系统以及计算机控制系统必须满足相应的作业要求，能够有效抵制不良环境产生的影响，确保其能够正常运行。首先，电气设备和信号传输设备必须具有良好的抗干扰性能。其次，需要做好绝缘、抗腐蚀性、抗老化的准备。再次，还要具有良好的耐冲击与抗震性能。特别是对于长距离的带式输送机来说，由于传输距离比较长，应该增强设备的故障检测和防护工作，保障其工作的安全性和稳定性。当前，我国研制的输送机主要以可编程控制器为控制核心，而驱动系统则是采用行星齿轮减速器和调速型液力耦合器来实现，不仅有效提高了传输效率，而且能够有效节约电能，提高能源利用率。
6结语
机电一体化技术在煤矿机械中的应用是我国现代化煤矿生产建设的需求，实现煤矿生产智能化、高效化、自动化和安全化，是保障我国煤炭产业高效发展的重要保障。同时，也是优化我国产能结构、提高劳动生产率、提升人们生活水平的重要措施。
作者：王龙 单位：同煤集团地质勘测处机电科
摘要：煤矿企业一直关注的热点问题之一就是将机电一体化技术应用到煤矿机械中，机电一体化是矿山机械中一个重要的研究课题，文章对国内外煤矿机械技术的进展做了简要描述，以煤矿机电技术为代表重点分析了机电一体化技术在煤矿机械中的应用。
关键词：机电一体化技术；煤矿机械；煤矿机电的应用
进入21世纪以来，机电一体化技术取得了巨大进步，在研发方面也不断成成熟。这一技术在煤矿中得到了普遍应有，同时也成为了该领域的重要研究课题。对于煤矿开采的质量和效率要求越来越高。实现这一目标就离不开先进科学技术的应用和先进理论知识的指导。随着产业化和安全要求的不断提高，重型化、智能化和无人化成为煤矿机械发展的方向。机电一体电技术取得巨大进步的同时，也成功将有自动化功能的机器人、微电子技术，成功的应用在了采矿装备中，实现了完美融合，所以这一技术得到了煤矿产业的广泛重视。
1简析国内外煤矿一体化技术研发进展
所谓的煤矿机电一体化就是将机电一体化技术应用在传统的煤矿机械中，从而将其升级改造之后的新的煤矿开采技术。美国和日本是世界上最早研究机电一体化的两个国家，这两个国家将主要的研发方向放在了可以让其适应各种特殊环境的一系列机电机械设备上。这样的机械设备可以有预测任务的功能，同时也可以预测出步骤和结果，事先编写程序就可以自动正常工作。我国在20世纪70年代就在尖端技术上引入机电一体化技术，经过短暂的发展，就开始了对此项技术的研制工作。在此项工作中取得了很大的研究成果，很多大型煤矿企业研发出了功能强大的煤矿开采技术，并且拥有完全的核心技术产权，这为机电一体化技术在我国煤矿机械中的应用奠定了基础。
2目前我国煤矿机电的应用现状
现在我国研究的煤矿机械动力系统主要由急速器和电机，以及运动执行机构三部分组成。这样的机械单元环节多，占用大量的空间，使得整体机械的工作效率低下，因此系统的可靠性低，故障率高。这些状况的出现使人们意识到机电一体化技术不仅仅是将电子科技和机械技术放在一起的简单叠加。只有成功的将其融合在一起，才可以成功的研发出功能齐全，安全性有保障的机电一体化系统。随着工业化的进展人们对于工作效率的要求越来越高，从而让人们发现对于井下回采工作时，面对的回采速度这方面的要求不断增大，因此对于煤矿机械化方面的水平也要求的越来越高。采用掘进设备进行施工大大提高了巷道掘进速度。
2.1机电一体化技术在采煤机中的应用
采煤机较传统的液压牵引机有很多优点，主要体现在以下几方面：（1）牵引稳定性更高，现在动力系统在机械前进过程中有着很大的功能，主要用来提高部分牵引力，同时可以有效增强采煤机在克服阻力方面的能力，同时采煤机在下滑时，还具有制动发电的功能。（2）采煤机电机的轴端装有防止打滑的制动器，使得制动力矩加长，从而保证机械能够在斜度更大的坡上使用，使得机械的适用的作业环境更大。机电技术在此的应用，使得煤矿企业在特殊环境下的作业效率更高，更加安全。（3）由于机械结构与传统的液压牵引不同，电牵引采煤机一般只会在整流子和电刷上产生磨损，这就使得电牵引采煤机故障率低，维护工作也相应减少，大大延长了机械的寿命。（4）电牵引采煤机装配了高灵敏度的传感器，反应速度更快，更加精确，使得采煤机几乎不会出现超负荷工作。
2.2机电一体化技术在采煤机中的功能
维护采矿作业安全和事故预警是采矿工作中必不可少的工作环境。矿山救护机器人能够对煤矿井下的具体情况采取相应的措施。一般具有以下几种功能：（1）对井下被困人员进行定位，还能够测定有毒、可燃气体的风向并对其定量。（2）凭借装配的模拟视觉系统自动避开障碍物。（3）能够及时发出信号，使没有撤离的人员及时撤离。（4）还具备暂存井中，具有观测图像的功能，并将这些图像传输到控制台，能够为救护人员提供可靠的救援信息。
3煤矿机电一体化技术深入分析
3.1煤矿机电一体化技术的结构体系
煤矿机电系统主要由三部分组成，它们分别是控制系统、驱动系统以及操作系统，三部分缺一不可。这其中每一部分都有着十分重要的功能。控制系统的主要功能是控制机器人的运动轨迹。而开环控制和闭环控制两部分则是现在十分常见的两种控制系统。而驱动系统也由三部分组成，主要是驱动力，减速器和传感器。而操作系统则具有控制矿山系统完成十分详细的任何的功能，同时可以通过提供各种各样的命令，让系统可以针对不同的环境面做出相对应的操作，从而保证作业的顺利进行，避免在这过程中出现问题。
3.2煤矿机电系统的价值
这一系统的应用可以帮助广大工人，顺利从不良的环境下成功脱离出来。对于工人的身体安全保障，有着不可深远的意义。煤矿矿井环境十分杂筷，处处充满灰尘和各种各样的有害气体，而且环境潮湿阴暗，而在这种不良的环境下矿工要进行高强度的工作，这对他们健康的影响程度是可想而知的。因此矿山机械设备的研制可以将从事繁重工作的煤矿工人解放出来。而且这种设备可以适应危险的作业环境，能够高效的完成工作。因此只需要根据煤矿的具体情况采取恰当的设备，就能够在各种复杂的环境中进行采矿作业。
4结语
研制煤矿机电设备替代工作人员进行矿山作业，适应各种不良作业环境已经是现在我国煤矿机械行业的主要研究方向。而这一研究主要通过机电设备的引进，从而实现现有煤矿机械的有效升级，从而在一定程度下提高开采量，保障开采出的煤的质量。同时这种先进设备的应用可以帮助广大采矿工人脱离十分有害的环境。而将可能齐全，同时十分安全可靠的控制系统，引进到煤矿机械研究中，是提高机械性能的主要办法。当然这些技术的成功研发，要结合我的实际情况才可以进入，这样才可以保证项目的可能性，同时研究成功后才会有价值。
作者：吴国军 刘彩红 单位：太原理工大学
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