煤矿掘进工作面智能化改造方案探讨

王耀鹏 齐如意

摘要：现当今，随着我国经济的快速发展，为了解决煤矿掘进工作面自动化改造过程中存在的诸多难点，全面阐述掘进工作面設备的自动化改造方向及技术手段。煤矿掘进工作面设备的移动特性较高，巷道掘进过程中前方地质条件复杂且无法全部探明，生产过程中粉尘浓度高可见度低，致使在掘进设备控制的远程化与无人化改进方面存在较大困难。移动设备的数据上传，连续掘进机的行走导航，低可见度下运行设备的视频监控，运输系统的自动化等问题都是制约掘进工作面无人化改造的技术难点。针对当前煤矿掘进工作面使用的设备和生产工艺，利用现有科学技术，探索将掘进工作面设备进行自动化控制功能改造的方法，以实现煤矿掘进工作面的少人化，为未来智慧矿山模式下的无人化生产奠定基础。

关键词：煤矿掘进工作面;智能化;改造方案

引言

在各种科技手段逐渐发展中，煤矿掘进施工融合了互联网技术、计算机技术以及微电子技术，实现自动化的处理，可以有效地降低安全隐患问题，提升施工作业的安全性。在煤矿掘进工作面自动化技术发展中，为了提升掘进作业的综合性，提升综采作业的安全性，要合理利用煤矿掘进工作面自动化技术，通过科学的方式进行施工，达到推动我国煤炭行业持续发展的目的。

1巷道掘进效率影响因素分析

1）巷道掘进方案不合理。由于井下地质结构复杂，巷道顶板存在着完整态、顶板破碎态二种状态，而井下采用掘进机截割作业时均采用了顺时针的巷道截割方案，导致在截割顶板破碎态时极易出现塌方，影响井下实际巷道掘进效率。

2）施工工序分布不合理。井下巷道掘进时，需要大量的人员相互配合作业，但由于管理制度落后，导致在井下实际作业时，多种作业工序只能串行，极大地影响了煤矿井下巷道掘进效率和安全性。

2掘进工作面自动化改造方案

2.1智能掘进机导航

激光制导是将激光接收器置于被导航设备上，激光对准目标照射，设备在激光波束内行走。由于激光束方向性好散角小，制导精度极高，所以智能掘进机使用激光制导产生的误差很小，满足掘机生产截割工程质量的要求。在智能掘进机“切槽”和“采垛”进刀位置分别安装激光发射器，在智能掘进机上安装激光导航装置，智能掘进机司机使用手动控制模式将智能掘进机调至“切槽”或“采垛”进刀位置，然后智能掘进机在导航自动模式下开始记忆割煤（岩石）。当前煤矿智能掘进机普遍采用变频器驱动行走牵引电机，所以将激光制导监测到的智能掘进机偏移量转变为调频信号，采用PID控制技术可以很好地完成机身纠偏调整。在智能掘进机机身安装双轴水平倾角传感器，监测智能掘进机机身前后与左右2个方向的水平倾斜角度，智能掘进机控制计算机实时比对机身水平倾斜量以及激光导航偏移量，当倾斜量或偏移量超过限定值则认定智能掘进机超偏，控制计算机立即停止智能掘进机移动，等待智能掘进机司机人工干预排查。

2.2支护方案优化

在传统的单锚杆支护方案中，锚杆的间距为700mm×700mm，支护密度大、支护效率低、成本高，因此在对井下巷道结构进行分析后，在服务年限时间长的巷道，提出了采用锚网索支护+注浆加固方案，同时为了提升巷道支护的稳定性，在锚杆之间采用焊接圆钢，提高在矿压波动下的稳定性。为了提升在顶板破碎区域的支护稳定性，需要在巷道内进行注浆加固，注浆时可以选择ZBQS-12/10型便携式注浆泵，注浆材料选用快速速凝材料，为了确保注浆效果，需要采用交错注浆，注浆完成后利用袋式封孔方式进行快速封孔，保证注浆液能够快速进入到岩层内采用锚网索支护+注浆加固的方案具有支护效果好、可靠性高的优点，有效提升了巷道井下支护的可靠性。

2.3胶带输送机自动化改造

掘进工作面胶带输送机运煤产生的煤流为非连续性煤流，且胶带输送机运煤卸煤周期无法固定，如果胶带输送机持续运行会导致电能的浪费和设备的磨损。将胶带输送机驱动控制阀更换为电磁阀，在智能化掘进机二运漏斗前部安装超声波探测器，当掘进机二运上渣块离漏斗低于2米时，接通电磁阀电路使其动作，开启胶带输送机，当掘进机二运漏斗的超声波检测渣块远离2m以上后，使电磁阀电路延时3min切断，停止胶带输送机，完成出渣闭环，最终使掘进机二运与胶带输送机形成联动。

2.4对智能化掘进机进行应用

一些发达国家都会利用智能化掘进机进行煤炭开采，在巷道开采过程中对智能化掘进机进行应用，可以有效促进煤炭开采工作的顺利进行，不仅使掘进机的工作更加安全，还可以使开采的工作效率显著提高。因此就需要在我国煤炭开采技术的应用过程中，加强对国外先进技术的不断引进，并且要结合煤矿的实际情况对开采技术进行选择，对连续开采设备进行合理应用。随着我国煤矿企业的不断发展，在许多大型煤炭企业中，已经逐渐引进了大量的智能化掘进机进行煤炭开采，在多巷掘进和掘支平衡过程中对采煤机进行应用，可以使其技术优势充分发挥，显著提升掘进工作的效率。在对连续采煤机的研究过程中，发现采掘一体化为连续采煤机的工作原理，对这种方式进行合理应用，不仅可以使采掘速度进一步提升，还可以为掘进工作的安全性提供保障。同时连续采煤机具有比较紧凑的布置，在煤矿掘进过程中主要是对串流电机进行使用，从而明显提高连续采煤机的牵引性能，并且这种采煤机具有较长的使用寿命。（再审下吧，看看符不符合主题）

结语

在煤矿的实际掘进过程中，要结合煤矿的实际情况与环境，对掘进技术进行合理应用，同时要加强对国外先进技术引入，对掘进技术进行不断的优化与创新，对掘进工作进行逐渐的完善，不断积累相关工作经验，从而使煤矿掘进工作的效率显著提升，进一步保证掘进工作的安全，为掘进工作的顺利进行提供保障，有效推动煤矿企业的稳定发展。

参考文献

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