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

王亞輝

摘?要：煤炭行業(yè)在社會(huì)發(fā)展中具有重要地位，多年以來(lái)，如何將各種先進(jìn)技術(shù)合理應(yīng)用到煤礦掘進(jìn)工作面中，一直是人們廣泛探討的課題，本文通過(guò)對(duì)煤礦掘進(jìn)工作中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析，研究了機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)?煤礦掘進(jìn)工作面?實(shí)踐應(yīng)用

一、煤礦掘進(jìn)工作中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

不同的煤炭生產(chǎn)模式，煤礦掘進(jìn)工作內(nèi)容也各不相同，其屬于一項(xiàng)系統(tǒng)性、復(fù)雜性、綜合性的工程，其中，煤巷掘進(jìn)是其中一個(gè)重點(diǎn)控制對(duì)象，實(shí)踐過(guò)程中，結(jié)掘進(jìn)工作的不同，一般可將輸入作為斷面依據(jù)和參考，逐步完成煤礦支護(hù)、割煤運(yùn)輸?shù)裙ぷ鳎陂_展這些工作的過(guò)程中，通常會(huì)涉及一系列安全方面的問(wèn)題，具體如通風(fēng)排水、運(yùn)輸材料、現(xiàn)場(chǎng)供電人員定位、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控等等。從整體，上來(lái)看，通過(guò)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作中的實(shí)踐應(yīng)用，能夠確保掘進(jìn)工作時(shí)刻處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)，且工作效率也得到了大幅度提高，提升了相關(guān)硬件設(shè)備的抗磨損能力。總之，在煤礦掘進(jìn)工作中，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)刻不容緩。

二、機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作中的實(shí)踐應(yīng)用

（一）掘進(jìn)機(jī)監(jiān)控技術(shù)

在開展自動(dòng)化監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，通常需要借助上位機(jī)所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行，之后通過(guò)組態(tài)軟件進(jìn)行完整監(jiān)測(cè)，其具體功能主要包括屏幕顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、參數(shù)顯示等等，上位機(jī)以PC機(jī)為主，下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)從站系統(tǒng)為主，之后借助相關(guān)軟件，使相關(guān)工作人員和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)地表沉降量的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

（二）掘進(jìn)機(jī)煤巖識(shí)別技術(shù)

由于巖石和煤礦層在硬度上存在一定差別，因此也決定了掘進(jìn)機(jī)截割負(fù)荷的差異，截割電機(jī)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)油缸壓力、電流、升降油缸壓力等都會(huì)對(duì)掘進(jìn)速度產(chǎn)生影響，結(jié)合這些參數(shù)，便可以對(duì)巖石層與煤礦層的界面進(jìn)行判斷，提高煤礦開采工作效率。

（三）掘錨一體化技術(shù)

以往的臨時(shí)支護(hù)在具體施工中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，由于是采取了支護(hù)與決定分開的方法，因此也會(huì)對(duì)決定效率產(chǎn)生直接影響，且安全性能較低，現(xiàn)場(chǎng)工作強(qiáng)度較大，由此也限制了其廣泛應(yīng)用。在此情況下，掘錨一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其主要是將錨護(hù)裝置安裝在掘進(jìn)及設(shè)備上，該裝置一般是由分流集油閥、頂架、伸縮油缸、管路等共同構(gòu)成。實(shí)踐過(guò)程中，借助掘進(jìn)機(jī)設(shè)備自身的液壓系統(tǒng)，之后對(duì)液壓閥進(jìn)行切換，使之變?yōu)橹ёo(hù)油路，在完成支護(hù)之后，還需要對(duì)液壓閥進(jìn)行切換，使之變?yōu)榫蜻M(jìn)作業(yè)油路，上述操作不僅不會(huì)對(duì)正常的決定作業(yè)產(chǎn)生影響，同時(shí)具有可靠性高、操作便捷的優(yōu)勢(shì)。

（四）掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割技術(shù)

在煤礦巷道中，一般可將掘進(jìn)機(jī)工作位置劃分為偏心以及對(duì)心兩種工作狀態(tài)。在偏心的工作狀態(tài)下，掘進(jìn)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到不平衡傾覆力的干擾和影響，從而產(chǎn)生較大的噪音和震動(dòng)，因此，正常情況下，都是采取對(duì)心狀態(tài)。通過(guò)對(duì)切割軌跡參數(shù)以及截割面參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，能夠確保設(shè)備按照要求和軌跡逐步完成截割工作，最后進(jìn)入運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行閉環(huán)控制，從而大幅度提升系統(tǒng)的控制效率和精度。

（五）自動(dòng)排水、探水技術(shù)

在煤礦掘進(jìn)工作中，透水事故危害嚴(yán)重，屬于重大惡性事故，在開展煤礦掘進(jìn)工作的過(guò)程中，溶洞、裂隙、斷層等均有可能導(dǎo)致涌水現(xiàn)象，因此，在正式開展工作之前，相關(guān)工作人員須強(qiáng)化對(duì)可疑突水地段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，之后開展一段距離的掘進(jìn)工作，再進(jìn)行探測(cè)，整個(gè)施工過(guò)程雖然會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生一定影響，但對(duì)于掘進(jìn)安全性的提高卻很有幫助。實(shí)踐過(guò)程中，可將激光追蹤儀器安裝在掘進(jìn)機(jī)設(shè)備上，同時(shí)選擇合適的距離對(duì)3D傳感器進(jìn)行安裝，將PLC控制系統(tǒng)設(shè)置在控制柜中。結(jié)合掘進(jìn)距離和探水深度，每次掘進(jìn)到預(yù)定的距離之后，需要停止作業(yè)，之后再對(duì)掘進(jìn)程序進(jìn)行重啟，從而真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)管。自動(dòng)排水技術(shù)，其一般是由水泵、低壓防爆開關(guān)電機(jī)、液壓控制器等共同構(gòu)成，屬于一種先進(jìn)的排水系統(tǒng)，實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)保護(hù)動(dòng)作和緊急情況手動(dòng)操作功能的設(shè)置，能夠有效避免排干水后設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，而對(duì)水泵產(chǎn)生損壞和影響。

（六）通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在煤礦掘進(jìn)工作中，通風(fēng)狀況與煤礦生產(chǎn)安全性穩(wěn)定性息息相關(guān)，為了能夠?qū)Ω鞴ぷ髅嫱L(fēng)情況進(jìn)行及時(shí)精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)和了解，可對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。實(shí)踐過(guò)程中，該控制模式多種多樣，相關(guān)工作人員可結(jié)合實(shí)際情況選擇相應(yīng)的工程模式。通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，主要分為終端設(shè)備、智能通風(fēng)控制子站、地面集控中心等共同構(gòu)成，其中，地面集控中心處于核心關(guān)鍵地位，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)的有效處理與分析。與此同時(shí)，還能夠?qū)︼L(fēng)速信息、風(fēng)量信息以及瓦斯?jié)舛确植紶顩r進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，控制子站一般是由PLC控制系統(tǒng)、光纖交換器等共同構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)也能對(duì)通風(fēng)機(jī)通信等進(jìn)行有效控制。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，也為機(jī)電一體化技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的廣泛應(yīng)用提供了便利條件。機(jī)電一體化技術(shù)主要包括掘進(jìn)機(jī)監(jiān)控技術(shù)、掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割技術(shù)、掘錨一體化技術(shù)、通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)排水探水技術(shù)等等。通過(guò)這些技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作中的實(shí)踐應(yīng)用，不僅大幅度提高了工作質(zhì)量和效率，同時(shí)也為工作安全性和可靠性提供了良好保障，對(duì)于我國(guó)煤礦事業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展很有幫助。