论机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用

夏玉全 李付华

摘要：在社会发展中，煤炭行业的地位举足轻重。近年来，怎样在煤矿掘进中应用先进的技术，这是人们一致关注的问题。为此，本文分析了机电自动化技术在煤矿掘进工作中的具体应用。

关键词：机电；自动化技术；煤矿；掘进

0引言

基于科技水平的持续提升，煤矿掘进工作面中逐步普遍地应用机电自动化技术，应用机电自动化技术，推动了煤炭领域自动化水平的提升，促进了煤矿事业的发展。下面，笔者对岩层识别技术、掘进机自动截割技术、掘进纠偏技术、掘锚一体化技术、通风监察技术等一些机电自动化技术的应用问题进行了简要地阐述。

1岩层识别技术在煤矿掘进工作面中的应用

煤矿开采效率跟岩层识别存在直接的联系，而煤层与岩层硬度识别能力受到采煤掘进机截割大小不同的影响，掘进机的截割速度是其具体表现。在掘进机截割煤层与岩层的过程中，改变的截割电流、升降壓力、油缸旋转等都会对煤层与岩层的识别形成影响，掘进机结合相同巷道截割的各种参数体现识别岩层与煤层的功能，进而判断煤层与岩层界面。当掘进机进行截割时，会结合煤层、岩层的参数识别底板以及顶板。像是在掘进机顺着底板截割的过程中，如果在底板上形成截割轨迹，那么当其碰到岩石之后能够断定为夹矸。这样一来，作业人员仅仅需要对电磁比例阀予以调节就能够确保截割的不间断性。倘若在截割底板之下碰到岩石，那么能够断定为底板，能够在作业中结合天宫截割头进行，一直到发现煤层。

2掘进机自动截割技术在煤矿掘进工作面中的应用

能够结合实时获取截割轨迹、自动截割导航、截割头空间位置坐标完成掘进机的自动截割，且通过传感器技术、运动控制技术、数控加工技术实现。在巷道中，掘进机的工作位置有两种状态，即偏心与对心，处在偏心状态的情况下，不平衡倾覆力矩会影响掘进机，形成非常大的噪音与振动，因此适宜应用对心的状态。在科学设置切割轨迹参数、截割断面参数的基础上能够根据预设轨迹进行截割，然后结合DSP运动控制器使闭环控制实现，以使系统控制的精度提升。像是在确定截割断面大小时，先结合理论截割范围，也就是紧紧围绕回转台的切削球面基于巷道横断面中的投影，这是一个圆形，只要此圆形中涵盖实际截割范围，掘进机就可以改变工作位置的基础上截割一个工作循环。在DSP中储存截割参数，这样可以对工作循环次数以及工作路线进行确定。

3掘进纠偏技术在煤矿掘进工作面中的应用

当一个煤截割、装载、输送作业循环完成后，掘进机在进行下一个作业循环前务必实施系统纠偏，以确保掘进机可以顺着预定的工作轨迹准确地行进。能够结合对掘进作业位置以及工作方向的观测判断掘进的实际情况。其中能够应用三维电子罗盘仪探明掘进机的运行方向，在检查地磁正北方与掘进机运行方向间夹角的基础上，能够清楚预设巷道中心巷和掘进机运行中心线间的角度偏差，再通过激光指示仪调整方向，从而确保掘进机可以顺着预设的轨道运行。而能够应用超声波测距传感器这种设备检测预设巷道中心线跟掘进机运行中心线间偏差，将两三个传感器分别安装在左右两边，通过超声波测距传感器能够很好地获取传感器跟目标对象的间距，再结合二轴倾角传感器来检测水平面与掘进机间的俯仰角，最终根据检测的结果，结合比例电磁阀、行动马达、可编辑逻辑阀控制（PLVC）把控单元有效调整掘进机的作业范围与运行方向。

4掘锚一体化技术在煤矿掘进工作面中的应用

在煤矿掘进作业的过程中，通常会搭设暂时的支护设备，这是由于传统的支护原则为——一掘一支即分开支护与掘进作业，如此一来，导致作业效率的大大降低。因为作业员的工作劳动强度大、时间长，较易形成疲劳感，所以对作业的安全性形成不利影响。近年来，基于煤矿领域的持续进步，为了实现综掘工作效率的提升，不但优化与完善掘进技术，能够将配套的锚护设备安装在掘进机之上，这样掘进机在不退机的条件之下，也可以进行顶帮锚杆支护。如此配套锚护设备的组成部分是分流和管理集阀、换向阀、顶架、伸缩油缸、升降油缸等。其运行理论在于结合掘进机本身的液压系统液压阀向掘进作业油路切换，进而使顶帮锚杆支护实现，以及如此的支护在进行操纵时，不会对掘进作业形成不利影响，切换也较为便捷。

5通风监察技术在煤矿掘进工作面中的应用

针对煤矿掘进工作面来讲，施工安全性受到通风情况的严重影响作用。为了使工作人员在地面可以及时明确一系列工作面的通风现状，也就是实现实时把控，需要应用自动化的控制技术。当今，具备多样化的自动化控制模式，像是由自动化通风控制子站、地面控制中心、终端设备三个部分组成的监察系统，而地面控制中心是其核心组成部分，其重点对一系列工作面通风设备上传的一系列监察数据信息进行分析和处理，且及时呈现一系列工作面的瓦斯浓度、风量速度、风量量等信息数据。自动化通风控制子站的主要组成部分是隔爆光端机、光纤交换器、PLC控制仪等，主要负责把控通风设施、传输信息、采集数据，终端设备的关键作用在于收集一系列工作面通风设施的电压风流、瓦斯浓度、风流速度、风流量、整体温度等信息数据，且结合自动化通风控制子站的相应指标把控电机和通风设备。

4结语

综上所述，现阶段机电自动化技术已在煤矿行业得到了广泛的运用，并取得了良好的应用效果。随着煤矿行业的持续发展，煤矿企业与设备制造企业必须通力合作，依据当前煤矿掘进工作的实际要求，研发出功能更强大且运作更稳定的自动化设备，以此来进一步提升自动化水平，从而促进煤矿企业的可持续发展。

参考文献：

[1]梁川.机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用[J].山西能源学院学报，2017（01）：152-153.

[3]唐俊飞.机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2015（08）：124-125.

[4]高亚超.机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用研究[J]. 化工管理，2015（06）：85-86.

作者简介：夏玉全，男，1987年7月，山东嘉祥，大学，助理工程师，技术员，煤矿综掘。