摘要：长久以来，煤矿开采行业都是中国国民经济的重要组成部分。当前，如何在煤矿掘进工作面中有效实现自动化技术的应用已成为该行业所面临的重点问题。鉴于此，基于中国煤矿行业的发展现状，结合煤矿掘进工作面自动化技术的概况，重点分析了机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用方式，以供参考。
关键词：煤矿；机电自动化；掘进工作面
引言
随着时代的发展以及科技的不断进步，在我国当前的煤矿掘进工作中，相比于之前，相关技术和设备水平都得到了显著提高，但在自动化方面还存在一定缺陷和不足，因此也对工作效率和质量产生了直接影响。在此情况下，机电自动化技术应用而生，通过该技术在煤矿掘进工作中的实际应用，不仅大幅度提高了工作效率，同时也促进了煤矿生产的可靠性与安全性，综合应用效果显著，对于煤矿生产行业的可持续稳定发展很有帮助。
1煤矿掘进工作面自动化技术的概述
对于煤矿开采作业而言，掘进是一项错综复杂的系统作业，这是因为虽然中国煤炭资源十分丰富，但由于地质条件的复杂，煤矿掘进工作不仅危险性较高，而且作业效率低下。现阶段，煤矿掘进工作的基本模式为单项掘进，应用设备包括通风除尘机、转载机及悬臂式掘进机等，主要作业任务为开采煤、截割煤及装载煤。当前，中国煤矿生产已步入深井作业阶段，煤矿掘进工作中需应用到大量的机械设备，但这些设备对工作环境的要求都十分高，若作业环境未达到应用标准，那么设备也难以正常运行。而在煤矿掘进工作面中运用自动化技术，可有效把握掘进工作过程中的各类参数，以此来实现掘进作业的自动化运转，进而提升煤矿掘进工作效率，大幅提高煤矿企业的经济收益。基于上述对自动化技术的深入分析可知，当前煤矿掘进工作面自动化系统需解决以下几个问题：a)保证掘进和防护作业的平行化和自动化，即实现两者的同步作业；b)保证材料与原煤运输的同步自动化进行；c)保证安全体系的自动化运行，只有从真正意义上解决这些问题，才能确保自动化系统充分发挥积极的作用[2]。而解决上述问题最行之有效的措施就是构建自动化系统模型，以此来保证各项自动化程序的高效配合与协作，从而保障自动化系统运行的稳定性和安全性，在这过程中，也必须实现各项技术的持续变革，以进一步提升系统的整体性能。
2我国煤矿发展现状
煤炭作为一种常见的能源，是人们日常生活中的常用能源，也是我国一种重要的能源之一。煤炭资源的开采是我国一项重要的产业，在我国经济贡献中占有重要比重。随着科技的发展，科学技术也得到不断更新，越来越多的技术被应用于煤炭开采中，比如电子通信技术，这是大家都知道的一种技术，这些技术的运用让煤炭生产变得更加高效，为煤炭生产带来了极大的便利，推动了煤炭行业的发展，让煤炭行业在可持续发展道路上越走越好。我国的一些产煤大省，如山西、内蒙古等，这些省份的采煤量是非常大的，在国内煤炭生产中占很重要的一部分，煤矿质量在世界上也有一定的地位。在煤炭开采中，自动化技术的应用使开采效率得到很大的提高，使我国煤炭生产水平接近世界水平。虽然我国煤炭生产在一定程度上取得了不错的成绩，但是回归到现实中，我国煤炭行业在一些方面仍旧和其他国家存在一些差距，其中煤炭掘进工作面是目前工作的最大限制因素，严重拖慢了煤炭发展的脚步，让煤炭发展无法与时代发展步伐相匹配。因此自动化技术的研究成了当前煤炭发展的重点。
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3机电自动化技术在煤矿掘进工作中的实践应用
3.1掘进机监控技术
在开展煤矿掘进工作的过程中，通过掘进机监控技术的实践应用，能够实现对现场工作情况的实时监控，与此同时，还能够精准、及时的掌握各种工作面信息，具体如掘进速度、孔隙水压力等等，之后在计算机系统的辅助之下，为现场工作人员提供合理决策。在开展自动化监测工作的过程中，通常需要借助上位机所采集的相关数据来进行，之后通过组态软件进行完整监测，其具体功能主要包括屏幕显示、数据处理、数据存储、参数显示等等，上位机以PC机为主，下位机PLC控制系统和现场从站系统为主，之后借助相关软件，使相关工作人员和机械设备进行交互，实现对地表沉降量的实时、精准监测。
3.2截割技术
在煤矿掘进作业过程中，实现传感器技术、自动截割技术、运动把控技术以及数控加工技术的有机结合，工作人员可有效获取截割头的动态位置坐标、作业轨迹以及运动方向，并以此为基础对掘进机作业进行调整。在开展巷道工作时，掘进机主要包括对心和偏心两种作业状态。当掘进机处于对心作业状态时，工作人员只需按照常规的操作方式进行作业即可；若在实际的作业过程中，掘进机受到不平衡作用力的影响，那么其作业轨迹极有可能会偏离预定轨道，进而会引发振动或噪声等一系列问题，此时工作人员便应对截割面的运动轨迹以及作业参数进行相应的调整，以保证截割头完成预期作业任务[3]。与此同时，为了进一步提升截割作业的精确度，工作人员可以应用DSP（数字信号处理）运动把控技术实现闭环把控。例如：若想明确截割面的具体尺寸规格，首先依据截割的作业范围，具体来说就是以回转台为中心的切割球投在巷道横截面上的圆形投影，只要确保实际的截割作业范围在投影区域之内，即使工作位置改变，掘进机也能实现截割作业的顺利完成；随后将作业参数导入DSP设备中，以此来明确具体的循环次数和作业轨迹。
3.3通风监察技术
对于煤矿掘进工作面而言，通风状况在很大程度上决定了施工的安全系数。为了让工作人员在地面上就能实时把握各大工作面的通风实况，即对其进行实时把控，便需借助自动化控制技术。当前，自动化控制模式多样，例如监察系统主要由地面控制中心、自动化通风控制子站和终端设备三大部分组成，监察系统的核心部分就是地面控制中心，其主要负责分析和处理各个工作面通风设施上传的监察数据，并实时显示各大工作面的总体风量、流动速度及瓦斯浓度等数据信息。自动化通风控制子站主要由PLC控制仪、光纤交换器及隔爆光端机等设备构成，其主要负责采集数据、传输信息及把控通风设备，而终端设备的主要功能为收集各大工作面的实时流动风量、流动速度、整体温度、瓦斯浓度以及通风设备的电流电压等多种数据信息，并依据自动化通风控制子站的相关指令对通风设备及电机进行把控。
3.4掘锚一体化技术
以往的临时支护在具体施工中进行应用时，由于是采取了支护与决定分开的方法，因此也会对决定效率产生直接影响，且安全性能较低，现场工作强度较大，由此也限制了其广泛应用。在此情况下，掘锚一体化技术应运而生，其主要是将锚护装置安装在掘进及设备上，该装置一般是由分流集油阀、顶架、伸缩油缸、管路等共同构成。实践过程中，借助掘进机设备自身的液压系统，之后对液压阀进行切换，使之变为支护油路，在完成支护之后，还需要对液压阀进行切换，使之变为掘进作业油路，上述操作不仅不会对正常的决定作业产生影响，同时具有可靠性高、操作便捷的优势。
结语
总而言之，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]申永红.煤矿掘进工作面自动化技术［J］.能源与节能，2017(4)：128-129.
[2]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（8）：34-35.
论文作者:1陈浩,2刘克,3张卫杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：作业论文; 煤矿论文; 工作面论文; 技术论文; 煤炭论文; 工作论文; 机电论文; 《电力设备》2019年第6期论文;