機電自動化技術在煤礦掘進工作面中的應用

蘇龍

中煤集團晉城能源有限公司 山西晉城 048200

1 我國煤礦發展現狀

煤炭作為一種常見的能源，是人們日常生活中的常用能源，也是我國一種重要的能源之一。煤炭資源的開采是我國一項重要的產業，在我國經濟貢獻中占有重要比重[1]。隨著科技的發展，科學技術也得到不斷更新，越來越多的技術被應用于煤炭開采中，比如電子通信技術，這是大家都知道的一種技術，這些技術的運用讓煤炭生產變得更加高效，為煤炭生產帶來了極大的便利，推動了煤炭行業的發展，讓煤炭行業在可持續發展道路上越走越好。我國的一些產煤大省，如山西、內蒙古等，這些省份的采煤量是非常大的，在國內煤炭生產中占很重要的一部分，煤礦質量在世界上也有一定的地位。在煤炭開采中，自動化技術的應用使開采效率得到很大的提高，使我國煤炭生產水平接近世界水平。雖然我國煤炭生產在一定程度上取得了不錯的成績，但是回歸到現實中，我國煤炭行業在一些方面仍舊和其他國家存在一些差距，其中煤炭掘進工作面是目前工作的最大限制因素，嚴重拖慢了煤炭發展的腳步，讓煤炭發展無法與時代發展步伐相匹配。因此自動化技術的研究成了當前煤炭發展的重點。

2 煤礦掘進工作面自動化技術的概述

對于煤礦開采作業而言，掘進是一項錯綜復雜的系統作業，這是因為雖然中國煤炭資源十分豐富，但由于地質條件的復雜，煤礦掘進工作不僅危險性較高，而且作業效率低下。現階段，煤礦掘進工作的基本模式為單項掘進，應用設備包括通風除塵機、轉載機及懸臂式掘進機等，主要作業任務為開采煤、截割煤及裝載煤。當前，中國煤礦生產已步人深井作業階段，煤礦掘進工作中需應用到大量的機械設備，但這些設備對工作環境的要求都十分高，若作業環境未達到應用標準，那么設備也難以正常運行。而在煤礦掘進工作面中運用自動化技術，可有效把握掘進工作過程中的各類參數，以此來實現掘進作業的自動化運轉，進而提升煤礦掘進工作效率，大幅提高煤礦企業的經濟收益。基于上述對自動化技術的深入分析可知，當前煤礦掘進工作面自動化系統需解決以下幾個問題：①保證掘進和防護作業的平行化和自動化，即實現兩者的同步作業；②保證材料與原煤運輸的同步自動化進行；③保證安全體系的自動化運行，只有從真正意義上解決這些問題，才能確保自動化系統充分發揮積極的作用。而解決上述問題最行之有效的措施就是構建自動化系統模型，以此來保證各項自動化程序的高效配合與協作，從而保障自動化系統運行的穩定性和安全性，在這過程中，也必須實現各項技術的持續變革，以進一步提升系統的整體性能[2]。

3 機電自動化技術在煤礦掘進工作中的應用

3.1 自動排水、探水技術

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象，因此，在正式開展工作之前，相關工作人員須強化對可疑突水地段進行監測，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效率產生一定影響，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控制系統設置在控制柜中。結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，之后再對掘進程序進行重啟，從而真正實現無人監管。自動排水技術，其一般是由水泵、低壓防爆開關電機、液壓控制器等共同構成，屬于一種先進的排水系統，實踐過程中，通過保護動作和緊急情況手動操作功能的設置，能夠有效避免排干水后設備繼續運行，而對水泵產生損壞和影響[3]。

3.2 通風監察技術

對于煤礦掘進工作面而言，通風狀況在很大程度上決定了施工的安全系數。為了讓工作人員在地面上就能實時把握各大工作面的通風實況，即對其進行實時把控，便需借助自動化控制技術。當前，自動化控制模式多樣，例如監察系統主要由地面控制中心、自動化通風控制子站和終端設備三大部分組成，監察系統的核心部分就是地面控制中心，其主要負責分析和處理各個工作面通風設施上傳的監察數據，并實時顯示各大工作面的總體風量、流動速度及瓦斯濃度等數據信息。自動化通風控制子站主要由PLC控制儀、光纖交換器及隔爆光端機等設備構成，其主要負責采集數據、傳輸信息及把控通風設備，而終端設備的主要功能為收集各大工作面的實時流動風量、流動速度、整體溫度、瓦斯濃度以及通風設備的電流電壓等多種數據信息，并依據自動化通風控制子站的相關指令對通風設備及電機進行把控。

4 機電自動化掘進技術的質量監控

在大多數情況下，煤炭的掘進會受到地質因素的影響，地質結構不利于開采的話就會為煤炭開采帶來很大的挑戰，工作效率也會有所下降，此時可以使用擱錨機組自動化技術，推進掘進工作的進一步進展，割煤的效率也會有所提高，當然還可以當作支護，保證工作人員的安全。煤巷中運輸技術的自動化也可以讓運輸更加方便，運輸膠帶的運用可以使運輸支護材料更加方便。同時，煤巷也需要有完善的監控系統，實時對煤巷環境進行監控，了解煤巷的具體情況，有利于掘進工作的進行。工作人員可以依據監控系統反映出來的煤巷情況做出合理的判斷，如果有危險可以及時中斷，減少不必要的損害。

5 結語

隨著計算機技術的不斷發展，也為機電一體化技術及其相關設備，在煤礦生產過程中的廣泛應用提供了便利條件。機電一體化技術在煤礦掘進工作中的實踐應用，不僅大幅度提高了工作質量和效率，同時也為工作安全性和可靠性提供了良好保障，對于我國煤礦事業的可持續穩定發展很有幫助。