劉勛

摘要：本文通過對煤礦掘進工作中自動化技術(shù)的應用現(xiàn)狀分析，研究了機電自動化技術(shù)在煤礦掘進工作中的具體應用。 關(guān)鍵詞：機電自動化技術(shù);煤礦掘進工作面;實踐應用 隨著時代的發(fā)展以及科技的不斷進步，在我國當前的煤礦掘進工作中， 相比于之前，相關(guān)技術(shù)和設(shè)備水平都得到了顯著提高，但在自動化方面還 存在一定缺陷和不足，因此也對工作效率和質(zhì)量產(chǎn)生了直接影響。在此情 況下，機電自動化技術(shù)應用而生，通過該技術(shù)在煤礦掘進工作中的實際應 用，不僅大幅度提高了工作效率，同時也促進了煤礦生產(chǎn)的可靠性與安全性，綜合應用效果顯著，對于煤礦生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展很有幫助。

1 煤礦掘進工作中自動化技術(shù)的應用現(xiàn)狀分析

不同的煤炭生產(chǎn)模式，煤礦掘進工作內(nèi)容也各不相同，其屬于一項系統(tǒng)性、復雜性、綜合性的工程，其中，煤巷掘進是其中一個重點控制對象， 實踐過程中，結(jié)掘進工作的不同，一般可將輸入作為斷面依據(jù)和參考，逐 步完成煤礦支護、割煤運輸?shù)裙ぷ?，但在開展這些工作的過程中，通常會 涉及到一系列安全方面的問題，具體如通風排水、運輸材料、現(xiàn)場供電人 員定位、現(xiàn)場監(jiān)控等等。從整體上來看，通過機電自動化技術(shù)在煤礦掘進 工作中的實踐應用，能夠確保掘進工作時刻處于安全、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?？傊?煤礦掘進工作中，應用自動化技術(shù)刻不容緩。

2 機電自動化技術(shù)在煤礦掘進工作中的實踐應用

2.1 掘進機監(jiān)控技術(shù) 在開展煤礦掘進工作的過程中，通過掘進機監(jiān)控技術(shù)的實踐應用，能 夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場工作情況的實時監(jiān)控，與此同時還能夠精準、及時的掌握 各種工作面信息，具體如掘進速度、孔隙水壓力等等，之后在計算機系統(tǒng) 的輔助之下，為現(xiàn)場工作人員提供合理決策。在開展自動化監(jiān)測工作的過 程中，通常需要借助上位機所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)來進行，之后通過組態(tài)軟件 進行完整監(jiān)測，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、參 數(shù)顯示等等，上位機以 PC 機為主，下位機 PLC 控制系統(tǒng)和現(xiàn)場從站系 統(tǒng)為主，之后借助相關(guān)軟件，使相關(guān)工作人員和機械設(shè)備進行交互，實現(xiàn) 對地表沉降量的實時、精準監(jiān)測。

2.2 掘進機煤巖識別技術(shù) 由于巖石和煤礦層在硬度上存在一定差別，因此也決定了掘進機截割 負荷的差異，截割電機設(shè)備的旋轉(zhuǎn)油缸壓力、電流、升降油缸壓力等都會 對掘進速度產(chǎn)生影響，結(jié)合這些參數(shù)，便可以對巖石層與煤礦層的界面進 行判斷，提高煤礦開采工作效率。

2.3 掘錨一體化技術(shù) 以往的臨時支護在具體施工中進行應用時，由于是采取了支護與決定 分開的方法，因此也會對決定效率產(chǎn)生直接影響，且安全性能較低，現(xiàn)場 工作強度較大，由此也限制了其廣泛應用。在此情況下，掘錨一體化技術(shù) 應運而生，其主要是將錨護裝置安裝在掘進及設(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。實踐過程中，借助掘進機 設(shè)備自身的液壓系統(tǒng)，之后對液壓閥進行切換，使之變?yōu)橹ёo油路，在完 成支護之后，還需要對液壓閥進行切換，使之變?yōu)榫蜻M作業(yè)油路，上述操作不僅不會對正常的決定作業(yè)產(chǎn)生影響，同時具有可靠性高、操作便捷的優(yōu)勢。

2.4 掘進機自動截割技術(shù) 實踐過程中，通過截割軌跡調(diào)整、自動截割導航、截割頭空間位置坐 標等，完成掘進機的自動化結(jié)構(gòu)工作，與此同時，也實現(xiàn)了對傳感器技術(shù)、 運動控制技術(shù)以及數(shù)控加工技術(shù)的合理應用。在煤礦巷道中，一般可將掘 進機工作位置劃分為偏心以及對心兩種工作狀態(tài)。 在偏心的工作狀態(tài)下，掘進機在運行過程中，經(jīng)常會受到不平衡傾覆 力的干擾和影響，從而產(chǎn)生較大的噪音和震動，因此，正常情況下，都是 采取對心狀態(tài)。通過對切割軌跡參數(shù)以及截割面參數(shù)進行合理設(shè)置，能夠 確保設(shè)備按照要求和軌跡逐步完成截割工作，最后進入運動控制器進行閉 環(huán)控制，從而大幅度提升系統(tǒng)的控制效率和精度。

2.5 自動排水、探水技術(shù) 在煤礦掘進工作中，透水事故危害嚴重，屬于重大惡性事故，在開展 煤礦掘進工作的過程中，溶洞、裂隙、斷層等均有可能導致涌水現(xiàn)象，因 此，在正式開展工作之前，相關(guān)工作人員須強化對可疑突水地段進行監(jiān)測， 之后開展一段距離的掘進工作，再進行探測，整個施工過程雖然會對生產(chǎn) 效率產(chǎn)生一定影響，但對于掘進安全性的提高卻很有幫助。實踐過程中， 可將激光追蹤儀器安裝在掘進機設(shè)備上，同時選擇合適的距離對 3D 傳感 器進行安裝，將 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)置在控制柜中。結(jié)合掘進距離和探水深度，每次掘進到預定的距離之后，需要停止作業(yè)，之后再對掘進程序進行重啟， 從而真正實現(xiàn)無人監(jiān)管。自動排水技術(shù)，其一般是由水泵、低壓防爆開關(guān) 電機、液壓控制器等共同構(gòu)成，屬于一種先進的排水系統(tǒng)，實踐過程中， 通過保護動作和緊急情況手動操作功能的設(shè)置，能夠有效避免排干水后設(shè) 備繼續(xù)運行，而對水泵產(chǎn)生損壞和影響。

2.6 通風監(jiān)測系統(tǒng) 在煤礦掘進工作中，通風狀況與煤礦生產(chǎn)安全性穩(wěn)定性息息相關(guān)，為 了能夠?qū)Ω鞴ぷ髅嫱L情況進行及時精準的監(jiān)測和了解，可對自動化控制 技術(shù)進行應用。實踐過程中，該控制模式多種多樣，相關(guān)工作人員可結(jié)合 實際情況選擇相應的工程模式。通風監(jiān)控系統(tǒng)，主要分為終端設(shè)備、智能 通風控制子站、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)對設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)的有效處理與分析。與此同時，還能 夠?qū)︼L速信息、風量信息以及瓦斯?jié)舛确植紶顩r進行實時顯示，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)對數(shù)據(jù)信息的 實時采集，同時也能對通風機通信等進行有效控制。 終端設(shè)備能夠?qū)νL機、電流信息、電壓信息、掘進工作面、溫度等 信息進行實時采集，同時結(jié)合控制子站指令，對通風機的開機轉(zhuǎn)速以及開 度進行控制。

2.7 自動化運輸技術(shù) 在工作室中通過對掘進工作面運輸機運行狀況進行集中監(jiān)控，可通過 控制器，對除塵風機開關(guān)、輸送機、電機開關(guān)、掘進機狀態(tài)等信息進行聯(lián) 合控制，最后進入多功能終端，對輸送機溫度、電機電流、運行速度等數(shù) 據(jù)進行實時采集，同時結(jié)合相應的控制模式，對于故障問題進行及時發(fā)覺， 并在第一時間作出相應的保護動作，確保電話通知功能、急停功能等能夠 順利實現(xiàn)，推動著運輸工作朝著自動化、智能化方向發(fā)展。

結(jié)語 綜上所述，隨著計算機技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，也為機電一 體化技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備，在煤礦生產(chǎn)過程中的廣泛應用提供了便利條件。 機電一體化技術(shù)主要包括掘進機監(jiān)控技術(shù)、掘進機自動截割技術(shù)、掘錨一 體化技術(shù)、通風監(jiān)控系統(tǒng)、自動排水探水技術(shù)等等。通過這些技術(shù)在煤礦 掘進工作中的實踐應用，不僅大幅度提高了工作質(zhì)量和效率，同時也為工 作安全性和可靠性提供了良好保障，對于我國煤礦事業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展 很有幫助。

參考文獻：

[1] 牛曉曉 . 煤礦掘進工作面綜合防塵技術(shù)的實踐與應用研究 [J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2018，v.8;No.162（06）：557‐585.

[2] 李強，董蘇蘇，王傳盈 . 瞬變電磁在內(nèi)蒙古鄂爾多斯中稅煤 礦掘進工作面中的應用[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2017（15）：178