機電自動化技術在煤礦掘進工作面中的應用
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摘要：本文通過對煤礦掘進工作中自動化技術的應用現狀分析，研究了機電自動化技術在煤礦掘進工作中的具體應用。
[關鍵詞]機電自動化技術 煤礦掘進工作面 實踐應用
隨著時代的發展以及科技的不斷進步，在我國當前的煤礦掘進工作中，相比于之前，相關技術和設備水平都得到了顯著提高，但在自動化方面還存在一定缺陷和不足，因此也對工作效率和質量產生了直接影響。在此情況下，機電自動化技術應用而生，通過該技術在煤礦掘進工作中的實際應用，不僅大幅度提高了工作效率，同時也促進了煤礦生產的可靠性與安全性，綜合應用效果顯著，對于煤礦生產行業的可持續穩定發展很有幫助。
1煤礦掘進工作中自動化技術的應用現狀分析
不同的煤炭生產模式，煤礦掘進工作內容也各不相同，其屬于一項系統性、復雜性、綜合性的工程，其中，煤巷掘進是其中一個重點控制對象，實踐過程中，結掘進工作的不同，一般可將輸入作為斷面依據和參考，逐步完成煤礦支護、割煤運輸等工作，但在開展這些工作的過程中，通常會涉及到一系列安全方面的問題，具體如通風排水、運輸材料、現場供電人員定位、現場監控等等。從整體，上來看，通過機電自動化技術在煤礦掘進工作中的實踐應用，能夠確保掘進工作時刻處于安全、穩定狀態，且工作效率也得到了大幅度提高，提升了相關硬件設備的抗磨損能力?？傊?，在煤礦掘進工作中，應用自動化技術刻不容緩。
2機電自動化技術在煤礦掘進工作中的實踐應用
2.1掘進機監控技術
在開展煤礦掘進工作的過程中，通過掘進機監控技術的實踐應用，能夠實現對現場工作情況的實時監控，與此同時，還能夠精準、及時的掌握各種工作面信息，具體如掘進速度、孔隙水壓力等等，之后在計算機系統的輔助之下，為現場工作人員提供合理決策。在開展自動化監測工作的過程中，通常需要借助上位機所采集的相關數據來進行，之后通過組態軟件進行完整監測，其具體功能主要包括屏幕顯示、數據處理、數據存儲、參數顯示等等，上位機以PC機為主，下位機PLC控制系統和現場從站系統為主，之后借助相關軟件，使相關工作人員和機械設備進行交互，實現對地表沉降量的實時、精準監測。
2.2掘進機煤巖識別技術
由于巖石和煤礦層在硬度上存在一定差別，因此也決定了掘進機截割負荷的差異，截割電機設備的旋轉油缸壓力、電流、升降油缸壓力等都會對掘進速度產生影響，結合這些參數，便可以對巖石層與煤礦層的界面進行判斷，提高煤礦開采工作效率。
2.3掘錨一體化技術
以往的臨時支護在具體施工中進行應用時，由于是采取了支護與決定分開的方法，因此也會對決定效率產生直接影響，且安全性能較低，現場工作強度較大，由此也限制了其廣泛應用。在此情況下，掘錨一體化技術應運而生，其主要是將錨護裝置安裝在掘進及設備上，該裝置一般是由分流集油閥、頂架、伸縮油缸、管路等共同構成。實踐過程中，借助掘進機設備自身的液壓系統，之后對液壓閥進行切換，使之變為支護油路，在完成支護之后，還需要對液壓閥進行切換，使之變為掘進作業油路，上述操作不僅不會對正常的決定作業產生影響，同時具有可靠性高、操作便捷的優勢。
2.4掘進機自動截割技術
實踐過程中，通過截割軌跡調整、自動截割導航、截割頭空間位置坐標等，完成掘進機的自動化結構工作，與此同時，也實現了對傳感器技術、運動控制技術以及數控加工技術的合理應用。在煤礦巷道中，一般可將掘進機工作位置劃分為偏心以及對心兩種工作狀態。在偏心的工作狀態下，掘進機在運行過程中，經常會受到不平衡傾覆力的干擾和影響，從而產生較大的噪音和震動，因此，正常情況下，都是采取對心狀態。通過對切割軌跡參數以及截割面參數進行合理設置，能夠確保設備按照要求和軌跡逐步完成截割工作，最后進入運動控制器進行閉環控制，從而大幅度提升系統的控制效率和精度。
2.5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。
2.6通風監測系統
在煤礦掘進工作中，通風狀況與煤礦生產安全性穩定性息息相關，為了能夠對各工作面通風情況進行及時精準的監測和了解，可對自動化控制技術進行應用。實踐過程中，該控制模式多種多樣，相關工作人員可結合實際情況選擇相應的工程模式。通風監控系統，主要分為終端設備、智能通風控制子站、地面集控中心等共同構成，其中，地面集控中心處于核心關鍵地位，能夠實現對設備相關數據的有效處理與分析。與此同時，還能夠對風速信息、風量信息以及瓦斯濃度分布狀況進行實時顯示，控制子站一般是由PLC控制系統、光纖交換器等共同構成，能夠實現對數據信息的實時采集，同時也能對通風機通信等進行有效控制。終端設備能夠對通風機、電流信息、電壓信息、掘進工作面、溫度等信息進行實時采集，同時結合控制子站指令，對通風機的開機轉速以及開度進行控制。
2.7自動化運輸技術
在工作室中通過對掘進工作面運輸機運行狀況進行集中監控，可通過控制器，對除塵風機開關、輸送機、電機開關、掘進機狀態等信息進行聯合控制，最后進入多功能終端，對輸送機溫度、電機電流、運行速度等數據進行實時采集，同時結合相應的控制模式，對于故障問題進行及時發覺，并在第一時間作出相應的保護動作，確保電話通知功能、急停功能等能夠順利實現，推動著運輸工作朝著自動化、智能化方向發展。
3結語
綜上所述，隨著計算機技術以及微電子技術的不斷發展，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。機電一體化技術主要包括掘進機監控技術、掘進機自動截割技術、掘錨一體化技術、通風監控系統、自動排水探水技術等等。通過這些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。
參考文獻
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