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

引言

微電子技術(shù)水平、計(jì)算機(jī)技術(shù)水平在科技大發(fā)展的背景下不斷進(jìn)步,同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)也在同步提高。不論是人工智能的出現(xiàn),還是自動(dòng)化技術(shù)的提高,對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展來說都是一個(gè)良好的新開端。我國(guó)煤炭的掘進(jìn)開采在過去的多年里,由于開采環(huán)境惡劣,不時(shí)總會(huì)發(fā)生一些意外安全事故,危害工作人員的安全。而我國(guó)的露天煤礦資源十分豐富,具有極高的開采價(jià)值。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展有利于減少我國(guó)煤炭開采中意外安全事故的發(fā)生,促進(jìn)我國(guó)煤炭開采行業(yè)的發(fā)展。

1我國(guó)煤礦發(fā)展現(xiàn)狀

煤炭作為一種常見的能源,是人們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｓ媚茉?也是我國(guó)一種重要的能源之一。煤炭資源的開采是我國(guó)一項(xiàng)重要的產(chǎn)業(yè),在我國(guó)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)中占有重要比重。隨著科技的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)也得到不斷更新,越來越多的技術(shù)被應(yīng)用于煤炭開采中,比如電子通信技術(shù),這是大家都知道的一種技術(shù),這些技術(shù)的運(yùn)用讓煤炭生產(chǎn)變得更加高效,為煤炭生產(chǎn)帶來了極大的便利,推動(dòng)了煤炭行業(yè)的發(fā)展,讓煤炭行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展道路上越走越好。我國(guó)的一些產(chǎn)煤大省,如山西、內(nèi)蒙古等,這些省份的采煤量是非常大的,在國(guó)內(nèi)煤炭生產(chǎn)中占很重要的一部分,煤礦質(zhì)量在世界上也有一定的地位。在煤炭開采中,自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使開采效率得到很大的提高,使我國(guó)煤炭生產(chǎn)水平接近世界水平。

雖然我國(guó)煤炭生產(chǎn)在一定程度上取得了不錯(cuò)的成績(jī),但是回歸到現(xiàn)實(shí)中,我國(guó)煤炭行業(yè)在一些方面仍舊和其他國(guó)家存在一些差距,其中煤炭掘進(jìn)工作面是目前工作的最大限制因素,嚴(yán)重拖慢了煤炭發(fā)展的腳步,讓煤炭發(fā)展無法與時(shí)代發(fā)展步伐相匹配。因此自動(dòng)化技術(shù)的研究成了當(dāng)前煤炭發(fā)展的重點(diǎn)。

2煤炭掘進(jìn)工作面自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

煤炭掘進(jìn)技術(shù)本身是很復(fù)雜的,每個(gè)步驟的限定都不一樣,再加上煤巷在開采過程中會(huì)不斷地改變,造成煤炭掘進(jìn)技術(shù)實(shí)施更加困難,對(duì)操作者的要求也會(huì)更高,每一個(gè)操作的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要工作者極其認(rèn)真細(xì)心。在操作過程中,整個(gè)煤巷就是一個(gè)整體,每個(gè)位置都是相互關(guān)聯(lián)的,所以在操作時(shí)要用整體的思維來考察整個(gè)系統(tǒng),反之,在操作過程中就可能發(fā)生一些意外。雖然是機(jī)器在工作,但是如果煤巷發(fā)生坍塌則會(huì)損壞機(jī)器,而機(jī)器的修復(fù)也會(huì)花費(fèi)大量的財(cái)力物力,對(duì)投資者來說也是一種損失。在煤炭掘進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)中,煤炭煤巷是作為一個(gè)被操控的對(duì)象,在開采過程中會(huì)形成煤壁,煤壁就會(huì)作為這個(gè)系統(tǒng)中的輸入通道,在斷面被支護(hù)形成煤巷,同時(shí)也會(huì)有原煤出現(xiàn),但在操作過程中有可以操控的,也有不可控制的,有些可以測(cè)量,還有些不可以測(cè)量,各種信號(hào)交錯(cuò)復(fù)雜,傳出的信號(hào)難以確定具體反映的信息。而信號(hào)的傳遞與許多因素有關(guān),如割煤、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)工序,通風(fēng)、排水、供電、地質(zhì)勘探等相關(guān)安全措施等。信號(hào)的隨時(shí)變幻會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響,每一個(gè)信號(hào)的傳出傳入都事關(guān)煤炭掘進(jìn)的進(jìn)度。自動(dòng)化可以省去人力資源,但同時(shí)也存在著一些可知或不可知的問題。

3煤炭掘進(jìn)工作面自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍

我國(guó)地形復(fù)雜,丘嶺、平原、高原、盆地等等,地質(zhì)條件比較復(fù)雜,煤炭廣布,煤炭資源豐富且具有多樣性。經(jīng)過地質(zhì)運(yùn)動(dòng),煤炭位置會(huì)有變化,深淺不一,淺的非常淺,最淺有可能不足一米,最深的可以達(dá)到好幾十米的深度,在這樣的條件下如果想進(jìn)行煤炭開采,一般情況下會(huì)采用單巷掘進(jìn)這種方式。我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)存受地質(zhì)的影響,煤層往往多種多樣,加上開采條件如果比較惡劣,煤層厚度在這種條件下會(huì)有一定的范圍,從不到一米至幾十米不等都有可能出現(xiàn)。煤層的深厚不同,開采難度就不同,一般情況下當(dāng)然是淺層比較容易開采,深部不容易開采,但有時(shí)可能會(huì)不太容易開采淺層,這需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件來決定,有的地方可能有眾多的煤礦埋藏在地下,但是如果開采就可能影響到周圍自然環(huán)境或者居民的生活,那么這樣的情況下就不適宜開采工程的進(jìn)行。

我國(guó)主要的煤炭開采還是常用單巷方式,開采煤炭需要采煤、割煤還有裝煤等一系列工作。目前,我國(guó)煤礦開采使用的機(jī)器有轉(zhuǎn)載機(jī)、通風(fēng)除塵機(jī)等設(shè)備,每個(gè)機(jī)器都有不同的作用,但都屬于綜合機(jī)器,其中懸臂式掘進(jìn)機(jī)在現(xiàn)代化裝備中扮演著很重要的角色,采煤、割煤等一般都會(huì)由它來完成。因此,煤巷掘進(jìn)工作的進(jìn)一步發(fā)展,使自動(dòng)化技術(shù)融匯到掘進(jìn)作業(yè)中去,需要對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行智能化改造。此外,煤礦所處的環(huán)境具有局限性,支護(hù)的采用一般是以鋪桿錨網(wǎng)結(jié)合的支護(hù)方式,液壓支架是不能在這種環(huán)境中使用的,所以又會(huì)出現(xiàn)掘進(jìn)和支護(hù)之間各種各樣的問題,在自動(dòng)化研究中,這個(gè)問題有待解決。

4掘進(jìn)工作面之間的聯(lián)系

在自動(dòng)化領(lǐng)域的探究中可以發(fā)現(xiàn),掘進(jìn)技術(shù)與支護(hù)操作之間的自動(dòng)化、平行化是掘進(jìn)過程中的重要處理問題,這兩者關(guān)系的平衡是保證系統(tǒng)能夠正常且高效運(yùn)行的關(guān)鍵,而物料運(yùn)輸和原煤的持續(xù)化應(yīng)用等是掘進(jìn)作業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中的另一關(guān)鍵所在,自動(dòng)化控制系統(tǒng)中各個(gè)部分相互協(xié)調(diào)、相互制衡,在每個(gè)工藝過程中都可以相互協(xié)作,使自動(dòng)化系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行。在性能運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,它們之間可以相互推動(dòng),各個(gè)部分的相互配合最終可以讓自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)行,但不能僅限于此,工作面自動(dòng)控制系統(tǒng)的技藝需要不斷地改革,與此同時(shí),每個(gè)方面的技術(shù)是相通的,可以把它們?nèi)诤显谝黄?讓自動(dòng)化技術(shù)整體得到全面改進(jìn)。

5機(jī)電自動(dòng)化掘進(jìn)技術(shù)的質(zhì)量監(jiān)控

在大多數(shù)情況下,煤炭的掘進(jìn)會(huì)受到地質(zhì)因素的影響,地質(zhì)結(jié)構(gòu)不利于開采的話就會(huì)為煤炭開采帶來很大的挑戰(zhàn),工作效率也會(huì)有所下降,此時(shí)可以使用擱錨機(jī)組自動(dòng)化技術(shù),推進(jìn)掘進(jìn)工作的進(jìn)一步進(jìn)展,割煤的效率也會(huì)有所提高,當(dāng)然還可以當(dāng)作支護(hù),保證工作人員的安全。另外,掘進(jìn)機(jī)在煤炭開采中是重要的設(shè)備,占據(jù)核心地位,不同的地質(zhì)條件需要不同的掘進(jìn)機(jī),所以研制可以在不同地質(zhì)條件下運(yùn)行的掘進(jìn)機(jī)是一個(gè)重要課題,而機(jī)器的自動(dòng)定位、自動(dòng)糾正偏位移位可以在各種技術(shù)的調(diào)控下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制,能夠使工作生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)然掘進(jìn)信息的傳出對(duì)設(shè)備的操控也有著重要影響,在環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的作用下,可以把信息準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)傳出。煤巷中運(yùn)輸技術(shù)的自動(dòng)化也可以讓運(yùn)輸更加方便,運(yùn)輸膠帶的運(yùn)用可以使運(yùn)輸支護(hù)材料更加方便。同時(shí),煤巷也需要有完善的監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)對(duì)煤巷環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控,了解煤巷的具體情況,有利于掘進(jìn)工作的進(jìn)行。工作人員可以依據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)反映出來的煤巷情況做出合理的判斷,如果有危險(xiǎn)可以及時(shí)中斷,減少不必要的損害。

6結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,掘進(jìn)技術(shù)也在不斷得到提高,自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以為煤炭開采工作的開展帶來便利,同時(shí),機(jī)電掘進(jìn)技術(shù)要不斷改進(jìn),使其更加科學(xué),實(shí)用性更加廣泛。我國(guó)的煤炭開采技術(shù)在不斷發(fā)展,煤炭開采中受地質(zhì)因素影響較大,掘進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)需要能夠適應(yīng)多種環(huán)境,我們要緊隨自動(dòng)化發(fā)展腳步,使自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開采工作中發(fā)揮更大、更廣泛的作用。