機(jī)電自動化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

文/李浙

在煤礦生產(chǎn)行業(yè)中，隨著各類機(jī)電自動化技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，大大提升了采煤質(zhì)量和效率，同時還更好地保障了采煤安全。在煤礦生產(chǎn)中，煤礦掘進(jìn)工作面是一項(xiàng)重要的作業(yè)環(huán)節(jié)，并且煤礦掘進(jìn)工作面的技術(shù)水平直接影響著煤礦生產(chǎn)效率和安全。而若想提高煤礦掘進(jìn)工作面技術(shù)水平，也必須要有效運(yùn)用機(jī)電自動化技術(shù)。機(jī)電自動化技術(shù)是基于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等而發(fā)展出來的一系列先進(jìn)技術(shù)，以下通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，來淺要談?wù)勂湓诿旱V掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用，僅供參考。

1 巖層識別技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

巖層識別水平在很大程度上影響著采煤效率，而若想提高巖層識別水平，則必須要合理控制煤礦掘進(jìn)機(jī)的截割負(fù)荷大小及運(yùn)行速度。煤礦掘進(jìn)機(jī)的巖層識別原理是通過在同一巷道中截割不同的參數(shù)來判斷巖層界面的情況。煤礦掘進(jìn)機(jī)在截割煤層和巖層之時，無論是截割電流的變化、油缸旋轉(zhuǎn)的變化、亦或升降壓力的變化，均會對其識別能力產(chǎn)生一定的影響。煤礦掘進(jìn)機(jī)在截割過程中，發(fā)揮對巖層參數(shù)的識別功能的是頂板和底板；當(dāng)沿底板進(jìn)行截割時，若在底板上面形成截割軌跡，則在遇到巖石后判斷為夾矸，此時若要繼續(xù)截割只需調(diào)節(jié)電磁比例閥；若在底板下面遇到巖石則判斷為底板，此時可通過天宮截割頭進(jìn)行作業(yè)。

2 自動截割技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

自動截割技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中有著十分重要的應(yīng)用，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中往往會與傳感器技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)等相結(jié)合使用，從而實(shí)時獲取截割軌跡和截割頭空間位置坐標(biāo)，以便根據(jù)這些信息來隨時調(diào)整煤礦掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。煤礦掘進(jìn)機(jī)在開展巷道作業(yè)之時，可分為對心和偏心兩種運(yùn)行狀態(tài)，在對心狀態(tài)下只按一般操作流程操作即可，但當(dāng)因受到的傾覆力不平衡而發(fā)生偏心時，則必須要合理調(diào)整截割面參數(shù)和軌跡，否則會產(chǎn)生較大噪音和振動。同時，為進(jìn)一步提高煤礦掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的精準(zhǔn)度，還需通過DSP運(yùn)動控制器進(jìn)行閉環(huán)控制。

3 自動監(jiān)控技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、危險性高，一不小心即可能發(fā)生生產(chǎn)安全事故，所以必須要通過有效的監(jiān)控技術(shù)來全面監(jiān)控采煤作業(yè)情況，以便及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時進(jìn)行處理。而若想提高采煤監(jiān)控水平，就必須要積極應(yīng)用先進(jìn)的自動監(jiān)控技術(shù)。就現(xiàn)狀來看，我國大部分的煤礦井深度都在500-1000米之間，屬于深井作業(yè)，面對的煤礦井工作環(huán)境十分復(fù)雜，所以必須要對實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。目前常用的自動監(jiān)控技術(shù)有很多，如井下安全監(jiān)控技術(shù)、井下作業(yè)人員定位跟蹤技術(shù)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、井下通信系統(tǒng)及工業(yè)電視等。這些自動監(jiān)控技術(shù)大多是通過組態(tài)軟件而實(shí)現(xiàn)的，其主要功能是對采煤數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲、整理及參數(shù)顯示等。通過先進(jìn)的自動監(jiān)控技術(shù)，可以及時跟蹤了解煤礦掘進(jìn)工作面的實(shí)際工作情況，例如跟蹤監(jiān)控掘進(jìn)速度、空隙水壓力等。并且，當(dāng)自動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控到相關(guān)數(shù)據(jù)信息后，還會在第一時間將數(shù)據(jù)信息傳入到礦井信息控制中心，以便工作人員可以及時根據(jù)煤礦掘進(jìn)工作面的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境來做出相應(yīng)的決策。如果發(fā)現(xiàn)煤礦掘進(jìn)工作面的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境不適合繼續(xù)作業(yè)的話，工作人員應(yīng)當(dāng)要立刻通知現(xiàn)場作業(yè)人員撤離，以免發(fā)生安全事故，造成不必要的損失。

4 掘錨一體化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

在煤礦掘進(jìn)工作面作業(yè)過程中，通常都需要搭建臨時的支護(hù)設(shè)施。在以往的作業(yè)中，多是基于“一掘一支”的原則，對掘進(jìn)工作與支護(hù)搭建工作進(jìn)行分開作業(yè)，但是這樣的勞動強(qiáng)度較大、作業(yè)時間較長，所以不但作業(yè)效率低，并且很容易使工作人員感到疲勞，從而引發(fā)一些安全事故。而現(xiàn)在，隨著掘錨一體化技術(shù)的發(fā)展及其在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用，這一問題得到了有效的改善。掘錨一體化技術(shù)是指通過在煤礦掘進(jìn)機(jī)上方安裝上一個配套的錨護(hù)裝置，以使煤礦掘進(jìn)機(jī)在保持不退機(jī)的情況下能夠順利完成頂幫錨桿支護(hù)。該掘錨一體化裝置主要由以下幾部分組成：升降油缸、伸縮油缸、頂架、換向閥及管理和分流集閥。在實(shí)際作業(yè)過程中，掘錨一體化裝置可以根據(jù)煤礦掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)液壓閥而自動切換到掘進(jìn)作業(yè)的油路，以實(shí)現(xiàn)頂幫錨桿支護(hù)。

5 掘進(jìn)機(jī)自動糾偏技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

在煤礦掘進(jìn)工作面作業(yè)過程中，截割落煤、裝煤及運(yùn)煤的整個流程至下一個截割工作流程的環(huán)節(jié)中，必須要保證煤礦掘進(jìn)機(jī)是始終沿巷道中心線進(jìn)行前進(jìn)的，而不能發(fā)生偏移情況。一旦在其過程中發(fā)生了偏移，則必須在下一個掘進(jìn)工作任務(wù)開始前先進(jìn)行自動糾偏，而這就需要運(yùn)用到掘進(jìn)機(jī)自動糾偏技術(shù)。在掘進(jìn)機(jī)自動糾偏技術(shù)中，主要是利用三維電子羅盤儀來判斷煤礦掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向。三維電子羅盤儀可以根據(jù)正北方向和掘進(jìn)方向的夾角來準(zhǔn)確判斷煤礦掘進(jìn)機(jī)巷道的中心線和中性線的角度偏差，然后據(jù)此以激光指示儀來指正掘進(jìn)方向。

6 通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)過程中，煤礦井的通風(fēng)情況具有很大的影響。一旦煤礦井的通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致無法及時排出瓦斯，那么當(dāng)煤礦井中的瓦斯?jié)舛仍黾拥揭欢ǔ潭葧r，即可引起瓦斯爆炸，從而釀成嚴(yán)重的事故。應(yīng)用通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，可以對煤礦井的通風(fēng)情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)主要是由三部分組成的，分別是：終端設(shè)備、智能通風(fēng)控制站及地面集控中心。其中，最關(guān)鍵的一部分是地面集控中心，對煤礦掘進(jìn)工作面的通風(fēng)設(shè)備檢測數(shù)據(jù)信息的處理和分析即是由地面集控中心來完成的，同時地面集控中心還負(fù)責(zé)在屏幕上顯示出通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行情況、通風(fēng)量及瓦斯?jié)舛鹊刃畔ⅰ?/p>

7 運(yùn)輸自動化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

運(yùn)輸環(huán)節(jié)也是煤礦生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，隨著煤礦生產(chǎn)要求的不斷提高，對運(yùn)輸要求也越來越高，尤其是煤礦井下作業(yè)的運(yùn)輸。所以，為了滿足煤礦井下作業(yè)的運(yùn)輸需求，運(yùn)輸自動化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。運(yùn)輸自動化技術(shù)的工作原理是通過控制室來集中控制輸送機(jī)，并且其中還帶有設(shè)備采集終端，可對輸送機(jī)的機(jī)尾、堆煤、速度、溫度及電流等信息進(jìn)行實(shí)時采集，一旦發(fā)生故障即會自動報警和叫停。

8 結(jié)語

綜上所述，在煤礦掘進(jìn)工作面中，通過應(yīng)用各類先進(jìn)的機(jī)電自動化技術(shù)，可以有效保障煤礦生產(chǎn)效率和安全?，F(xiàn)有的機(jī)電自動化技術(shù)已經(jīng)有很多，并且也在實(shí)際工作中得到了較為廣泛的應(yīng)用，而未來還應(yīng)當(dāng)要繼續(xù)研發(fā)更多的機(jī)電自動化技術(shù)，以更好地滿足煤礦生產(chǎn)需求，