采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)

王凌浩

（山西華禧建筑安裝有限公司 山西省太原市 030000）

煤炭是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的重要資源之一，其對于各個(gè)行業(yè)的發(fā)展建設(shè)有著極為深刻的影響。但是，作為一種不可再生資源，近些年來我國煤礦資源開采數(shù)量增多，但是作為一種不可再生資源，其儲量卻在不斷減少，淺層煤層數(shù)量逐年減少，煤炭開采深度不斷加深，開采難度加大，其對于開采設(shè)備也提出了諸多新要求。采煤機(jī)作為煤礦開采的主要設(shè)備之一，將采煤機(jī)與自動(dòng)化、智能化控制技術(shù)結(jié)合在一起，可以有效的優(yōu)化開采效率，減少資源浪費(fèi)。

1 滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制系統(tǒng)

1.1 滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制系統(tǒng)包含有多方面的內(nèi)容，如電氣控制、動(dòng)力、計(jì)算機(jī)技術(shù)等都是滾筒采煤機(jī)的重要組成部分之一，在滾筒采煤機(jī)運(yùn)行過程中，這些內(nèi)容缺一不可，否則的話滾筒采煤機(jī)就難以有效的應(yīng)用。

1.2 滾筒自動(dòng)化與智能化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包含有多方面的內(nèi)容，其具體主要體現(xiàn)在以下方面：

1.2.1 監(jiān)控通信技術(shù)

監(jiān)控通信技術(shù)所涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，其是一項(xiàng)系統(tǒng)化的技術(shù)，應(yīng)用監(jiān)控通信技術(shù)的主要目的就是為了保證煤礦開采的安全性以及質(zhì)量。因?yàn)?，隨著我國煤礦開采深度的加深，開采量的增加，應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的各項(xiàng)工藝也變得更加復(fù)雜，開采期間所應(yīng)用到的設(shè)備呈現(xiàn)出多樣化的特征。為了更好的保證采煤機(jī)高效應(yīng)用，減少設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)的種種故障，監(jiān)控通信技術(shù)的應(yīng)用就顯得極為有必要了。在滾筒采煤機(jī)中要想有效的發(fā)揮監(jiān)控通信技術(shù)的優(yōu)勢作用，就必須要保證通信回路的正常、高效、穩(wěn)定運(yùn)行，否則的話，監(jiān)控信號難以順利傳輸，采煤機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量效果也將會受到影響和干擾，設(shè)備安全性難以得到有效的保障。當(dāng)前，隨著采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，滾筒采煤機(jī)在各種類型的煤層中均有著比較廣泛的應(yīng)用。實(shí)際上要想使得監(jiān)控通信技術(shù)有效發(fā)揮作用與價(jià)值，必須要在采煤機(jī)上安裝多種具有多種通信通訊功能的設(shè)備、傳感器等多種裝置。煤礦開采過程中應(yīng)用采煤機(jī)時(shí)，要發(fā)揮自動(dòng)化、智能化技術(shù)的作用與價(jià)值，就必須要保證各項(xiàng)設(shè)備安裝齊全，否則的話設(shè)備的通信作用無法有效發(fā)揮，采煤機(jī)的運(yùn)行狀況也無法準(zhǔn)確的掌握，但是安裝好相應(yīng)設(shè)備之后，各類問題也就迎刃而解了，煤礦工作人員可以快速及時(shí)的掌握采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，做好各項(xiàng)監(jiān)控工作，在面臨突發(fā)性情況時(shí)第一時(shí)間采取有效的措施予以處理，避免采煤事故發(fā)生，優(yōu)化采煤質(zhì)量效果。

1.2.2 機(jī)載控制技術(shù)

如果沒有計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)作為依托，機(jī)載控制技術(shù)的應(yīng)用也將會淪為空談，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以快速的傳遞各種信息，在通信網(wǎng)絡(luò)順暢的情況下，可以快速的給采煤機(jī)傳輸各種有價(jià)值的信息，幫助采煤機(jī)更好的規(guī)避運(yùn)行過程中可能會發(fā)生的問題，但是要達(dá)到監(jiān)控的目，該項(xiàng)技術(shù)還需要與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，要獲得網(wǎng)絡(luò)的支持，這樣才可以有效的提高設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量。

當(dāng)前我國煤礦資源的需求量逐漸增大，煤炭資源是多個(gè)行業(yè)不可或缺的能源之一，作為一種不可再生資源，煤礦的存儲量逐年減少，而且在煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，不僅需要關(guān)注當(dāng)前的發(fā)展需要，同時(shí)還需要保證相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在煤礦開采過程中，為了保證開采的安全性，同時(shí)使得各項(xiàng)資源高效應(yīng)用，就必須要發(fā)揮自動(dòng)化、智能化技術(shù)的優(yōu)勢作用，以便能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)采煤工作中存在的缺陷與不足，有效的解決工作中存在的問題。

1.2.3 行走控制與截割技術(shù)

滾筒采煤機(jī)在進(jìn)行采煤操作時(shí)，對采煤高度以及行走控制的要求一直都比較高，如果這兩項(xiàng)工作沒有落實(shí)好，那么采煤的質(zhì)量效果必將會受到影響和干擾。地下采煤環(huán)境十分惡劣，滾筒采煤機(jī)以自動(dòng)化與智能化技術(shù)為依托，可以自主的分辨出煤礦巖石的變化情況，這樣才能更加高效的對煤礦開采的深度以及采煤機(jī)行走速度進(jìn)行理性的控制。隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，采煤機(jī)辨別煤炭巖石情況的能力不斷提升，據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)表明辨別方式多達(dá)十幾種，但是其在具體應(yīng)用范圍方面還存在有一定的局限性。在采煤機(jī)具體應(yīng)用過程中，即便是應(yīng)用記憶截割方式，也無法實(shí)現(xiàn)滾筒采煤機(jī)的智能化操作。但是在應(yīng)用相關(guān)技術(shù)時(shí)，如果能夠現(xiàn)代化的攝像攝影技術(shù)融入到采煤機(jī)之中，做好圖像數(shù)據(jù)的采集與傳輸工作，那么則可以保證采煤機(jī)在礦井中更加高效的應(yīng)用，可以及時(shí)有效的規(guī)避多個(gè)領(lǐng)域的問題與不足，進(jìn)而能夠更好的對采煤機(jī)行走速度以及截割進(jìn)行控制。

1.2.4 故障預(yù)警技術(shù)

故障預(yù)警是采煤機(jī)應(yīng)用過程中不可或缺的重要技術(shù)之一，其可以及時(shí)的對各種故障進(jìn)行控制和預(yù)防，提高故障處理效果與質(zhì)量，減少采煤機(jī)故障發(fā)生率，延長采煤機(jī)使用壽命。在采煤機(jī)實(shí)際應(yīng)用過程中，由于地下環(huán)境惡劣，因此采煤機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)停止或者是其他突發(fā)性現(xiàn)象，為了有效的控制該問題，保證采煤機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)行，減少各類故障的發(fā)生率，就必須要發(fā)揮好故障預(yù)警的作用與價(jià)值。采煤機(jī)運(yùn)行過程中，牽引轉(zhuǎn)動(dòng)操作、切割功率比較大的情況下，設(shè)備等安全穩(wěn)定運(yùn)行可能就會受到影響和干擾，如果在采煤機(jī)運(yùn)行過程中可以準(zhǔn)確識別礦井下多種信息，然后及時(shí)的將相關(guān)信息傳遞出去，提高故障處理的速率，針對煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)故障進(jìn)行測量和分析，那么就可以對采煤機(jī)的故障進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警，防微杜漸。如應(yīng)用智能化與自動(dòng)化技術(shù)，對采煤機(jī)運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，判斷未來一個(gè)階段內(nèi)是否會有故障發(fā)生，如果故障發(fā)生，應(yīng)當(dāng)采取何種措施予以處理，這樣可以將多種故障扼殺于搖籃之中，更好的保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)

采煤機(jī)在煤炭資源開采過程中，隨著煤層厚度的改變，采煤機(jī)的應(yīng)用方式方法也將會發(fā)生相應(yīng)的變化，煤礦對于采煤機(jī)的綜合要求大幅度提升，為了更好的適應(yīng)煤礦采煤需求，就需要應(yīng)用到自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用在于可以靈活的對采煤機(jī)的高度進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，保證采煤機(jī)可以結(jié)合煤層的高度變化對自身的性能進(jìn)行優(yōu)化，使得采煤機(jī)的安全性與穩(wěn)定性得到充分的保障。具體應(yīng)用過程中自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)的相關(guān)情況如下：

2.1 自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)的組成

自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)是由記憶路徑跟蹤、自適應(yīng)調(diào)高兩大部分組成的。首先對于記憶路徑跟蹤來說，其指的是自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)借助自動(dòng)化與智能化技術(shù)，對系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析和對比，然后在采煤環(huán)節(jié)對當(dāng)前工作中存在的問題和不足進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在實(shí)際的采煤過程中，針對可能會出現(xiàn)的問題進(jìn)行規(guī)避，使得設(shè)備的高度更加科學(xué)合理，保證調(diào)高目的能夠順利實(shí)現(xiàn)。自適應(yīng)調(diào)高則指的是在記憶路徑跟蹤的時(shí)候，如果煤層發(fā)生了變化，那么PLC控制器對截割負(fù)載異常的情況可以做出準(zhǔn)確的判斷，并以判斷結(jié)果作為依據(jù)，控制信號驅(qū)動(dòng)液壓控制系統(tǒng)，然后靈活的對滾筒高度進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化，在此過程中還可以自動(dòng)記憶滾筒高度調(diào)整的參數(shù)，為后期的采煤工作提供有效的參考依據(jù)，保證一切工作朝著更好的方向發(fā)展。

2.2 自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)工作原理

煤炭開采作業(yè)過程中，雙滾筒采煤機(jī)是近些年來，使用頻率相對比較高的一種采煤設(shè)備，之所以如此是因?yàn)槠湓诟叨?、切割部位、搖臂以及機(jī)身調(diào)節(jié)等領(lǐng)域都能夠順暢自如的進(jìn)行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)過程中，雙滾筒采煤機(jī)只要是借助油缸活塞伸縮完成一系列工作的，但是調(diào)節(jié)時(shí)由于不同部位的調(diào)節(jié)要求有所差異，因此最終的調(diào)節(jié)也存在有較大的差異，在調(diào)節(jié)時(shí)要做到具體問題具體分析。當(dāng)前，搖臂調(diào)節(jié)的使用頻率相對比較高，該調(diào)節(jié)方式的優(yōu)勢在于穩(wěn)定性比較高，對于外界的感知能力強(qiáng)靈敏度高，可以靈活的應(yīng)用于多種場合。在應(yīng)用自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)時(shí)，主要是借助壓力來完成的，電動(dòng)機(jī)在自動(dòng)化技術(shù)的支持之下，可以準(zhǔn)確的感知外界情況的變化，然后對自身的壓力進(jìn)行調(diào)整，在壓力調(diào)整的過程中，完成高度調(diào)節(jié)工作。

2.3 自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)的作用

結(jié)合當(dāng)前我國煤炭開采的現(xiàn)狀來看，由于煤炭開采數(shù)量不斷增加，開采環(huán)境可謂是越來越復(fù)雜，采煤工作還經(jīng)受著噪音、粉塵等多種因素的污染。采煤機(jī)運(yùn)行過程中，由于開采環(huán)境惡劣，僅僅只是依靠采煤工作人員的判斷，那么采煤機(jī)的截割狀態(tài)究竟如何，是否有以外情況發(fā)生，頂板位置是否正確等等，這些都難以真正的做出準(zhǔn)確分析和判斷。如果在采煤工作實(shí)施過程中，相關(guān)判斷失誤，那么可能會導(dǎo)致采煤安全事故發(fā)生，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)不得不因此中斷，企業(yè)所承受的競技損失也不可預(yù)知。比如說，采煤機(jī)滾筒的高度不合適，頂板切割過程中，切割部位不當(dāng)，截齒的磨損因此大幅度加劇，采煤機(jī)的使用性能受到干擾，壽命也大幅度縮短。在高瓦斯礦井內(nèi)，由于瓦斯含量比較高，在切割頂板時(shí)，還有可能會出現(xiàn)火花，瓦斯爆炸事故也可能會因此發(fā)生。如果采煤機(jī)的滾筒位置比較低，那么切割時(shí)可能會出現(xiàn)比預(yù)計(jì)切割少的情況，開采效率將會因此而大幅度降低。但是自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)成功應(yīng)用之后，相關(guān)問題則迎刃而解，通過智能化與自動(dòng)化技術(shù)想結(jié)合，采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)的作用與價(jià)值得以成功發(fā)揮，可以更加準(zhǔn)確的對煤礦情況進(jìn)行分析和判斷，然后結(jié)合具體的情況對滾筒的高度進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，這樣不僅可以有效的保障采煤作業(yè)的安全性，同時(shí)還保證了回采率，優(yōu)化了開采質(zhì)量效果。

3 采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)發(fā)展方向

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，未來采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用必將會成為常態(tài)，而其發(fā)展趨勢和方向則呈現(xiàn)出以下方面的特點(diǎn)：一是朝著更加精細(xì)化、自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展。采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)是以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為依托的，在未來計(jì)算機(jī)信息技術(shù)必將會越來越成熟，其將會變得更加精細(xì)化。二是操作人員必須要掌握專業(yè)的計(jì)算機(jī)信息 技術(shù)知識，了解各項(xiàng)設(shè)備的操作方法以及原理。過去煤礦開采工作對于人力的依賴性比較強(qiáng)，許多工作都需要人為操作完成，但是在自動(dòng)化與智能化技術(shù)的支持之下，諸多工作都可以由機(jī)械設(shè)備代勞，其對于人力的依賴性減小。對人力的依賴性減少，并不意味著不再需要人力操作，其反而對于人力的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，操作人員必須要熟悉自動(dòng)化與智能化方面的知識，可以靈活的應(yīng)用各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備，對于機(jī)械設(shè)備的故障原理以及類型等了如指掌，才能更好的操作相關(guān)設(shè)備。

總之，采煤機(jī)自動(dòng)化與智能技術(shù)的推廣應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，但是要想真正的應(yīng)用好煤采煤機(jī)自動(dòng)化與智能技術(shù)并非一朝一夕的事情，實(shí)際工作中必須要不斷的對采煤機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，這樣才能更好的促進(jìn)煤礦安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，提升生產(chǎn)質(zhì)量有著極為重要的幫助，其是煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)步的重要表現(xiàn)。