金長青

摘 要：本文對智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要探討。通過分析煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)的現(xiàn)狀，指出傳統(tǒng)掘進(jìn)作業(yè)中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)及效率問題，并提出應(yīng)以智能控制系統(tǒng)作為解決這些問題的有效方法。文章概述了智能控制系統(tǒng)的核心技術(shù)與運(yùn)作原理，重點(diǎn)研究了其在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中的應(yīng)用，指出應(yīng)用該系統(tǒng)可以提高礦山作業(yè)的安全性與生產(chǎn)效率、提升煤礦掘進(jìn)作業(yè)的自動化水平、有效減少事故率和保護(hù)礦區(qū)周邊自然生態(tài)環(huán)境，從而可以進(jìn)一步促進(jìn)煤礦企業(yè)市場競爭力的增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：智能控制系統(tǒng)；煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)；生產(chǎn)安全性；生產(chǎn)效率；保護(hù)環(huán)境

隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，智能控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。煤礦作為我國能源領(lǐng)域中的重要支撐力量，掘進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)的安全性和高效性一直都是礦山領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門關(guān)注的重點(diǎn)。因此，研究探討智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對于保障礦山的安全高效運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的意義。

一、智能控制系統(tǒng)概述

智能控制系統(tǒng)是一種集成了計(jì)算機(jī)、傳感器和執(zhí)行器等多種技術(shù)手段的自動控制系統(tǒng)，它能夠根據(jù)外部環(huán)境的變化和內(nèi)部狀態(tài)的反饋實(shí)現(xiàn)自主決策和動作執(zhí)行。在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為提高生產(chǎn)效率、保障工人安全和保護(hù)環(huán)境的重要手段。

第一，智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和機(jī)械的智能監(jiān)測和控制，通過安裝各類傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，智能控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測煤礦掘進(jìn)設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況并采取相應(yīng)的控制措施，進(jìn)而為設(shè)備安全運(yùn)行提供有力保障。

第二，智能控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)過程的高效管理和調(diào)控，通過對煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，智能控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)過程的精細(xì)化管理和優(yōu)化調(diào)度，在提高生產(chǎn)效率和降低能耗成本等方面發(fā)揮了重要作用。

第三，智能控制系統(tǒng)還可以為煤礦管理提供智能安全監(jiān)控和預(yù)警功能，通過與視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，智能控制系統(tǒng)能夠全方位監(jiān)測煤礦掘進(jìn)現(xiàn)場的安全狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并做出預(yù)警，因而可以有效防范煤礦安全事故的發(fā)生。

第四，智能控制系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的智能保護(hù)和治理，通過對煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類廢氣、廢水等進(jìn)行監(jiān)測和控制，智能控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境污染的有效監(jiān)督與治理，有效防止了礦區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步被破壞和惡化。

由此可知，智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠有效提高礦山的生產(chǎn)效率、保障礦工的掘進(jìn)作業(yè)安全，防止礦區(qū)周邊環(huán)境被進(jìn)一步破壞，是推動煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型升級的重要技術(shù)手段。今后，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景將會更加廣闊。

二、在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中應(yīng)用智能控制系統(tǒng)的理由

掘進(jìn)作業(yè)是煤礦生產(chǎn)活動中一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，作業(yè)效率和作業(yè)安全性對著整個(gè)礦井的生產(chǎn)運(yùn)營都能產(chǎn)生巨大影響。近年來，隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中，受到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，成為一個(gè)熱門話題。這是因?yàn)椋诿旱V傳統(tǒng)的掘進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)中，一直存在著一些影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全的問題，應(yīng)用智能控制系統(tǒng)后，這些問題可以得到較好地解決。

我們知道，煤礦生產(chǎn)傳統(tǒng)的掘進(jìn)方式存在諸多弊端，例如生產(chǎn)效率低、安全隱患多、人力資源成本高等，由于傳統(tǒng)掘進(jìn)方式的局限性，礦井生產(chǎn)效率不僅難以有大幅提升，甚至還在一定程度上成為了制約整個(gè)煤礦生產(chǎn)的瓶頸，而將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)中，則為掘進(jìn)生產(chǎn)創(chuàng)新發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，比如，通過引入智能控制系統(tǒng)，煤礦掘進(jìn)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作，從而大大提高掘進(jìn)效率，減少人為操作對礦工的傷害風(fēng)險(xiǎn)，降低人力成本，提高生產(chǎn)安全性，同時(shí)，智能控制系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)對掘進(jìn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，對于降低生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)質(zhì)量都具有積極的促進(jìn)作用。

據(jù)有關(guān)方面的調(diào)查研究顯示，國內(nèi)外一些將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中的礦井，都取得了令人滿意的業(yè)績，在提高礦井生產(chǎn)效率、降低掘進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)成本的同時(shí)，也為礦山的可持續(xù)發(fā)展、資源的有效利用和保護(hù)利用好礦區(qū)周邊自然生態(tài)環(huán)境，提供了新的思路和方法。

三、智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)中應(yīng)用示列

自“入關(guān)”后，我國煤炭企業(yè)正在面臨著日益激烈的國際市場競爭，與此同時(shí)，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)對煤炭資源的需求也在不斷增加，這種情況下，傳統(tǒng)掘進(jìn)作業(yè)方式生產(chǎn)效率低、工藝落后、安全性能差的弊端已經(jīng)無法滿足礦山企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展需求，因此，應(yīng)用智能控制系統(tǒng)已成必然之勢。

示列一：智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)設(shè)備中的應(yīng)用。

掘進(jìn)機(jī)必須具備足夠的驅(qū)動力才能夠有效開展掘進(jìn)作業(yè)，因此，掘進(jìn)機(jī)的能耗是巨大的，并且，煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)地質(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜，施工現(xiàn)場條件惡劣，不同掘進(jìn)區(qū)域的地質(zhì)狀況也各不相同，比如，不同的巖層、斷面層以及煤層等地質(zhì)條件就有著很大的差別，傳統(tǒng)作業(yè)中采用同樣的掘進(jìn)方式，不僅效率低，而且還會對煤層和設(shè)備等產(chǎn)生破壞作用，引入智能控制系統(tǒng)后，可以利用變頻技術(shù)對掘進(jìn)設(shè)備的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如在進(jìn)行切割的過程中，通過進(jìn)行變頻控制，可以根據(jù)切割機(jī)根據(jù)位置來分配電流、完成切割，既可以保持切割機(jī)處于穩(wěn)定作業(yè)的狀態(tài)，也不會對周圍環(huán)境造成破壞，從而讓掘進(jìn)設(shè)備的工作方式變得更加合理。

示列二：智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用。

通過通風(fēng)系統(tǒng)，可以將新鮮空氣輸入礦井下、在增加氧氣濃度的同時(shí)，稀釋并排除有毒、有害氣體和粉塵，從而滿足井下掘進(jìn)作業(yè)人員對氧氣的需要。傳統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)同掘進(jìn)機(jī)一樣，能耗十分巨大，而且隨著掘進(jìn)作業(yè)面的不斷向下延伸，對通風(fēng)性能的要求也越來越強(qiáng)，對于這種情況，礦井通常會通過增加通風(fēng)機(jī)的數(shù)量來滿足通風(fēng)需要，但是如果應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，就可以結(jié)合生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境情況對通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，而無需增加通風(fēng)機(jī)的數(shù)量，不僅可以大大降低能耗，還可以有效改善井下的空氣質(zhì)量。

示列三：智能控制系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)設(shè)備遠(yuǎn)程遙控中的應(yīng)用。

利用智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對掘進(jìn)設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控指揮，比如，自主決策、智能控制的懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動控制系統(tǒng)，具備位姿測量、位姿補(bǔ)償、多參數(shù)感知、狀態(tài)監(jiān)測與故障報(bào)警、遠(yuǎn)程遙控干預(yù)等多項(xiàng)功能，使煤礦井下掘進(jìn)作業(yè)更加精準(zhǔn)、高效和更加安全可控。

四、結(jié)語

相較于傳統(tǒng)掘進(jìn)方式，應(yīng)用智能控制系統(tǒng)進(jìn)行掘進(jìn)生產(chǎn)，為煤礦生產(chǎn)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了很多優(yōu)勢。比如，提高了煤礦的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了快速、高效的生產(chǎn)，為支持礦山發(fā)展創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益；降低了礦工的生產(chǎn)作業(yè)強(qiáng)度，礦工們不用再承受高強(qiáng)度的體力勞動，促進(jìn)了礦工的身心健康；保障了生產(chǎn)安全，利用智能監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，因而，有效避免事故的發(fā)生；保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境，由于將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于掘進(jìn)生產(chǎn)，能夠有效減少生產(chǎn)作業(yè)過程中廢水和廢氣的排放量，能有效降低對地質(zhì)環(huán)境的污染和破壞，因而為保護(hù)礦區(qū)周邊環(huán)境做出了積極地貢獻(xiàn)，為礦山實(shí)現(xiàn)綠色開采創(chuàng)造了有利條件，奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

總之，將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于掘進(jìn)生產(chǎn)，在提高礦山生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營成本、保障作業(yè)安全、保護(hù)自然環(huán)境等方面都發(fā)揮了積極地作用，大大提高了我國煤礦企業(yè)在國際市場上的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，是新時(shí)代煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展做出的必然選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1] 史佳林.煤礦綜掘工作面機(jī)電智能化控制技術(shù)的應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2022

[2] 李合菊，魏燕，魏瓏.煤礦掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制技術(shù)研究[J].煤礦機(jī)械，2021

[3] 吳波.煤礦掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].江西煤炭科技，2022