煤礦掘進(jìn)工作面自動(dòng)化技術(shù)探討

作者簡(jiǎn)介：董曉躍（1976-），男，江蘇徐州人，助理工程師，?？?，主要從事測(cè)量與掘進(jìn)工作，現(xiàn)為旗山煤礦鴻翔煤業(yè)生產(chǎn)技術(shù)部工作。

摘 要： 如今隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的創(chuàng)新，科技越來(lái)越多的應(yīng)用在生活的各個(gè)方面，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的非常迅速，這讓國(guó)家的計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化技術(shù)有了很大的提高。在我國(guó)的煤炭行業(yè)中科技方面的應(yīng)用也非常多，自動(dòng)化技術(shù)在煤炭行業(yè)很好地運(yùn)用能有效提高煤炭經(jīng)濟(jì)。本篇文章就講述了煤礦掘進(jìn)工作面自動(dòng)化技術(shù)方面的研究探索。

關(guān)鍵詞： 煤礦掘進(jìn);自動(dòng)化技術(shù);工作面

【中圖分類號(hào)】TD822 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.153

隨著科技的發(fā)展，我國(guó)的煤炭行業(yè)中也越來(lái)越多的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，這對(duì)于推動(dòng)我們國(guó)家煤炭生產(chǎn)具有很大的作用。如今我國(guó)已經(jīng)有很多大型煤礦都處于世界領(lǐng)先的地位，但是我國(guó)的煤炭企業(yè)自動(dòng)化程度不高，還有很多煤炭企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境條件都比較差，比較容易出安全事故，所以說(shuō)對(duì)于煤礦的掘進(jìn)的工作面自動(dòng)化技術(shù)的提高是需要馬上提上日程并且需要企業(yè)和員工來(lái)進(jìn)行實(shí)施的。

1 煤礦掘進(jìn)工作面自動(dòng)化現(xiàn)狀

1.1 煤礦掘進(jìn)工作面自動(dòng)化重要性

在自動(dòng)化逐漸成熟的二十一世紀(jì)，眾多新興產(chǎn)業(yè)借著自動(dòng)化技術(shù)順勢(shì)而生，眾多支柱產(chǎn)業(yè)也借著自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)蛻變，煤礦掘進(jìn)工作實(shí)踐過(guò)程中也需要達(dá)到一個(gè)新的水平。煤炭工業(yè)在中國(guó)也一直是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭開采效率要求高，煤炭開采又依賴于掘進(jìn)機(jī)的工作效率，在對(duì)工作效率和安全性同樣要求高的情況下自動(dòng)化技術(shù)就可以幫助工人更好完成掘進(jìn)工作，甚至替代工人糾正工作中的誤差。對(duì)于煤炭如何生產(chǎn)方面來(lái)說(shuō)，煤礦掘進(jìn)包含的有非常多的內(nèi)容，它是屬于很復(fù)雜的一項(xiàng)工程，想要建設(shè)掘進(jìn)工作面的自動(dòng)化系統(tǒng)，就不可以單獨(dú)地進(jìn)行煤礦掘進(jìn)技術(shù)，而是應(yīng)該要將煤礦掘進(jìn)工作作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究。由此可見自動(dòng)化科技可以使煤炭技術(shù)得到更好的提升，煤礦開發(fā)也需要朝著更加安全更加高效的方面發(fā)展，在硬件提升和軟件技術(shù)上加大研發(fā)投入，提高國(guó)家的煤炭水平。

1.2 煤礦掘進(jìn)工作面自動(dòng)化遇到的問(wèn)題

但是我國(guó)的煤礦技術(shù)和生產(chǎn)條件都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，承擔(dān)掘進(jìn)工作的工人時(shí)常還有安全事故，在工人安全和設(shè)備安全上需要做的研究保護(hù)工作有待提高。煤礦工作也有多套極為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，在高成本高利潤(rùn)和高風(fēng)險(xiǎn)并存的情況下也不難看出其系統(tǒng)更新設(shè)置的難度，在更新設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)程中不僅需要高額的成本，還面臨著新設(shè)備未知的新風(fēng)險(xiǎn)，掘進(jìn)機(jī)作為開采過(guò)程中的先鋒者，是煤礦開采的探路者，老師傅的技術(shù)也依賴于熟練的設(shè)備操作，所以在更新掘進(jìn)機(jī)工作面自動(dòng)化的過(guò)程中還面臨著眾多的困難。另一方面，煤礦開采的設(shè)備需要更新?lián)Q代，在自動(dòng)化高度發(fā)展的二十一世紀(jì)，煤礦機(jī)械也有了更新，但是在掘進(jìn)機(jī)這一關(guān)鍵設(shè)備上發(fā)展低速，掘進(jìn)機(jī)相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化研究也沒有得到有效發(fā)展。

2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面的應(yīng)用探究

自動(dòng)化技術(shù)在煤礦工作中對(duì)及時(shí)性高精度要求高，同時(shí)針對(duì)掘進(jìn)工作所面臨的問(wèn)題，我們需要將自動(dòng)化技術(shù)用在提高掘進(jìn)工作的高效和安全上，對(duì)掘進(jìn)工作中所遇到特殊情況能自動(dòng)及時(shí)處理，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 自動(dòng)化技術(shù)的信息監(jiān)測(cè)記錄作用

及時(shí)自動(dòng)傳輸?shù)男畔⒛芗皶r(shí)避免損失，同時(shí)也能補(bǔ)救人為造成的失誤，這在煤礦開采掘進(jìn)過(guò)程中可以類推到對(duì)掘進(jìn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并傳輸?shù)焦ぷ髋_(tái)來(lái)避免不必要的損失，檢測(cè)的數(shù)據(jù)和信息也能留下便于檢查復(fù)盤，對(duì)工人的狀態(tài)和工作效率，以及器械的使用程度和工作數(shù)據(jù)都能一樣完備的記錄。監(jiān)測(cè)也能設(shè)置觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，煤礦開采過(guò)程中的瓦斯氣體危險(xiǎn)也需要實(shí)時(shí)傳達(dá)到地面，便于地面對(duì)粉塵等物質(zhì)濃度分析危險(xiǎn)，記錄工作過(guò)程中的特殊波動(dòng)異常，為掘進(jìn)工作安全保駕護(hù)航。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)的自動(dòng)糾正作用

煤礦工作需要工作人員有超高的耐心和操作時(shí)的細(xì)心程度，自動(dòng)化技術(shù)則能在操作和識(shí)別過(guò)程中幫助工作人員識(shí)別開采進(jìn)度甚至替代工作人員完成數(shù)據(jù)測(cè)量，比如在開采中遇到的巖層厚度就能接住自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)來(lái)更加精準(zhǔn)的測(cè)量切割深度，進(jìn)而幫助工作人員調(diào)整下一步的開采深度或者代替工人快速調(diào)整開采中的偏差角度。在面對(duì)人為錯(cuò)誤操作或危險(xiǎn)時(shí)能自動(dòng)規(guī)避操作甚至切斷電源，同時(shí)在煤礦局域網(wǎng)的控制下也能自動(dòng)矯正操作失誤，在工人精神狀態(tài)不好時(shí)甚至能代替工人來(lái)完成一系列操作，在很大程度上減輕了煤礦工作的負(fù)擔(dān)，機(jī)器的自動(dòng)控制也能提高掘進(jìn)效率，但是在這個(gè)過(guò)程中還是需要人工定時(shí)調(diào)整，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備不能完全信任，應(yīng)該讓人工和自動(dòng)相結(jié)合，在自動(dòng)化的協(xié)作下完成任務(wù)。此原理也可應(yīng)用在更多的識(shí)別技術(shù)上，我國(guó)的煤礦開發(fā)地區(qū)多樣，煤層厚度和物質(zhì)差別大，但可以接住高精度的自動(dòng)化識(shí)別調(diào)整來(lái)完成人工操作或幫助工人更好的操作掘進(jìn)機(jī)工作。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)在掘進(jìn)機(jī)械硬件上的應(yīng)用

掘進(jìn)機(jī)械的自動(dòng)化技術(shù)需要掘進(jìn)機(jī)的更新?lián)Q代，但對(duì)于目前高額的機(jī)械費(fèi)用明顯是不可行的，這就需要我們行掘進(jìn)機(jī)械的配件和核心裝備出發(fā)，研發(fā)相應(yīng)的機(jī)械配件為掘進(jìn)機(jī)升級(jí)配件，在掘進(jìn)機(jī)的儀表盤上添加自動(dòng)化監(jiān)測(cè)等操作按鈕和表盤，培訓(xùn)掘進(jìn)機(jī)工人的自動(dòng)化操作知識(shí)，在掘進(jìn)機(jī)操作中為自主前進(jìn)和自主定位增添新技術(shù)，童謠也需要對(duì)煤礦工人進(jìn)行培訓(xùn)，特別是掘進(jìn)機(jī)的操作者的工作水平，確保在新設(shè)備面前能快速熟練掌握新的自動(dòng)化操作。當(dāng)前煤礦開采還使用的是一整套開采機(jī)械，在掘錨機(jī)組的一整套硬件上應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的聯(lián)動(dòng)，確保在同意局域網(wǎng)或連線連接上實(shí)現(xiàn)信息同步和自動(dòng)化同步，單個(gè)設(shè)備的正常工作連接在一起也是較為困難的，這時(shí)候就需要自動(dòng)化技術(shù)在根據(jù)錨桿施工的程度來(lái)自動(dòng)制定掘進(jìn)機(jī)的行進(jìn)速度，在各個(gè)機(jī)械的聯(lián)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)控制。為使掘進(jìn)機(jī)械完成一系列自動(dòng)化技術(shù)操作，就應(yīng)配備相應(yīng)的硬件技術(shù)和軟件支持，如要自動(dòng)感應(yīng)上傳瓦斯和粉塵濃度，就需要在掘進(jìn)機(jī)械硬件上配置高精度傳感器和警報(bào)器，進(jìn)而完成完整的自動(dòng)化操作。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能在幫助煤礦掘進(jìn)工作更加順利安全進(jìn)行，在整體協(xié)調(diào)自動(dòng)化的過(guò)程中應(yīng)定時(shí)人工檢查調(diào)整，在自動(dòng)化應(yīng)用過(guò)程中不斷優(yōu)化煤礦工作，提高煤礦掘進(jìn)工作的效率和安全性。

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