试论煤矿机械工程智能化发展与应用

2020-11-26孟祥军李毅李旭查勇

商品与质量 2020年39期

孟祥军李毅李旭查勇

铁法能源公司晓明矿辽宁调兵山 112700

1 综采智能化工作面开采关键技术特征

首先，液压支架智能化控制，形成移架状态自动决策控制、超前压力预报、耦合系统监控、记忆时序控制、喷雾降尘自动化等。其次，是智能化控制采煤机，主要表现为采煤机位置精准定位、自动规划运行轨迹、滚筒高度自动化调节、自动化防碰撞、故障事故自动化诊断等，同时根据工作面的具体产量，运输机的工作负载、工作面地质环境等方面的因素，实现对综采智能化工作面的全面智能化控制。第三，工作运输设备实现负载、启动及运行状态的智能化监控，机尾可达到自动张紧的效果，各种类型的运行参数均可实现自动化控制[1]。

2 机械智能化技术的发展现状

研发起步较晚，技术发展相对落后。我国机械自动化技术的研发起步相对较晚，技术的发展也比较落后，对于那些技术发达的国家来说，我国还处于初级摸索的阶段。在中华人民共和国成立之前，由于受到多年战乱和资本主义压迫的影响，我国的科技发展和工业发展的道路都极其的坎坷，虽说在建国后科学技术和工业技术的都得到了国家的鼎力支持，已经是日新月异，隐隐的走在了大部分国家的前面，但相比于那些发达国家，只能说是从遥不可及变成了紧跟脚步，仍旧有较大的差距。

3 煤矿机械智能化应用

3.1 煤矿机械智能运输设计

针对煤矿机械的运输智能化，首先通过集控平台将煤矿机械不同负载情况进行实时计算并将计算出的结果进行汇总，根据煤矿开采区域运输设备的不同组成，设置对应的最优启动方式以及启动顺序，启动方式主要包括顺槽皮带运输启动方式、主井皮带运输启动方式等。通过运输控制装置的各个监测节点，接收由集中控制平台发出的相应设备运行指令，控制变频调速装置，并实现对煤矿机械设备不同皮带机运输的运行方式。其次，由集中控制平台根据不同的生产情况，结合当地煤炭产运销计划方案，优化整个煤矿开采区的矿井产量，以此实现以销定产。最后再根据各个煤矿矿井质量指标的对比结构，自动提醒矿区内部各个矿井的开采人员该矿井最佳煤仓储装比例，并调节整个连采生产任务，并根据不同运输模式在原煤仓中的对应位置入料。同时结合电网峰谷用电情况，给出煤矿机械运输的最佳生产时间，并利用阶梯电压实现错峰用电，以此降低运输成本[2]。

3.2 围岩和液压支架耦合控制

在深部支护的过程中，大量实践表明，传统的支护方式在很多方面已经表现出较强的不适应性，全面注重支护方式的耦合程度是必然，特别是在大采高开采过程中，智能化开采技术在进行支护时，应当充分考虑开采技术的耦合程度。以深部巷道耦合支护技术为基础，设定出超高煤壁稳定性控制方法与参数设定方法，形成大采高液压支架结构，将感知系统反馈得到的信息作为基础，形成三级联动护帮智能化控制、防倾斜控制、初撑力自动补偿、千斤顶自动化调节等，实现自动序列化操作、围岩耦合控制等，较好提升大采高综采开采过程中各个系统对地质条件的适应性，全面增强系统整体稳定性，推动围岩稳定性与液压支架稳定性的相互耦合。

3.3 液压支架电液控制技术

在联合控制系统中，系统将监控到的采煤机工作时的位置和位移信息传递给逻辑控制系统，逻辑控制系统根据采煤机的工作状态及下一步的位移情况，控制相应位置的液压支架进行支护、收撤、移位作业，液压支架的各种动作的执行主要是通过电液控制系统完成的。液压支架各种动作的执行主要是由支架控制器进行控制的，支架控制器之间利用CAN 数据总线实现连接，在工作时通过红外传感器进一步确认采煤机的相对站位，通过各种压力和位移传感器实现对液压支架动作执行情况的监控，实现对液压支架工作状态的联合控制，隔离耦合器主要是将不同控制器的电源相互隔离，降低工作过程中对相邻控制系统的电磁干扰，确保控制系统动作执行的可靠性和灵敏性[3]。

3.4 煤矿安全监管系统的自动化

保障安全是能够进洞开采运输的首要前提，过去人们经常能够在报纸上看见关于煤矿安全事故的报道，但近些年这些报道却相对较少，主要是因为人们在逐渐加强煤矿安全监管系统的自动化，不仅能够加强对矿洞内的工作管理，还能够进行全方位的监控，尤其是对人视野盲区的监管，能够有效的防止安全事故的发生，让矿洞内的工作人员能够安心工作，免受生命安全的威胁。安全监管系统之所以能够防止安全事故的发生，在很大程度上是依赖于对数据的实时监控和对安全隐患的提前预报。自动化的安全监管系统能够随时随地的对整个地域进行扫描监测，包括矿洞附近地层的变化、矿洞内部通道里的空气成分的变化以及整个开采、运输系统的运转情况等，然后将实时监测转化为数据进行分析，再依据预先设置好的程序给出相应的反馈，让监管人员能够提前洞察预警，做出应对，将安全隐患扼杀在摇篮之中或提前转移，避免造成过多的生命财产损失。