摘要：煤炭是我国十分重要的能源之一，在煤矿掘进工作中，相关技术和设备水平都得到了显著提高。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。
关键词：煤矿；掘进工作面；自动化技术
引言
微电子技术水平、计算机技术水平在科技大发展的背景下不断进步，同时自动化技术也在同步提高。不论是人工智能的出现，还是自动化技术的提高，对于我国的经济社会发展来说都是一个良好的新开端。我国煤炭的掘进开采在过去的多年里，由于开采环境恶劣，不时总会发生一些意外安全事故，危害工作人员的安全，而我国的露天煤矿资源十分丰富，具有极高的开采价值。自动化技术的发展有利于减少我国煤炭开采中意外安全事故的发生，促进我国煤炭开采行业的发展。
1煤矿掘进工作面自动化现状
从1990年开始，计算机技术发生了突飞猛进的改革，并深入到了各行各业中，人们的生产和生活开始被计算机技术所影响，其中，信息技术成为了引领时代生产和管理的重要技术。煤炭作为一项重大的工业生产项目，作为最重要的能源开发项目，世界上的发达国家也开始使用计算机技术来推动煤矿生产和开发的发展，将其生产工作迅速的推向了自动化和信息化的状态。同时，大型企业开始利用信息化的智能技术来进行经营管理，有效的提高了企业的控制管理水平，推动了煤矿行业的迅速发展。另外，在生产过程中，自动化和信息化技术的应用，极大的提高了生产效益，为企业创造了更多的经济效益，也为后期企业的大规模发展提供了有利的条件。
2煤矿掘进工作面自动化技术
2.1岩层探识技术
岩层识别水平在很大程度上影响着采煤效率，而若想提高岩层识别水平，则必须要合理控制煤矿掘进机的截割负荷大小及运行速度。煤矿掘进机的岩层识别原理是通过在同一巷道中截割不同的参数来判断岩层界面的情况。煤矿掘进机在截割煤层和岩层之时，无论是截割电流的变化、油缸旋转的变化、亦或升降压力的变化，均会对其识别能力产生一定的影响。煤矿掘进机在截割过程中，发挥对岩层参数的识别功能的是顶板和底板；当沿底板进行截割时，若在底板上面形成截割轨迹，则在遇到岩石后判断为夹矸，此时若要继续截割只需调节电磁比例阀；若在底板下面遇到岩石则判断为底板，此时可通过天宫截割头进行作业。
2.2自动监控技术
由于煤矿生产环境复杂、危险性高，一不小心即可能发生生产安全事故，所以必须要通过有效的监控技术来全面监控采煤作业情况，以便及时发现安全隐患，及时进行处理。而若想提高采煤监控水平，就必须要积极应用先进的自动监控技术。就现状来看，我国大部分的煤矿井深度都在500-1000米之间，属于深井作业，面对的煤矿井工作环境十分复杂，所以必须要对实际生产情况进行实时监控。目前常用的自动监控技术有很多，如井下安全监控技术、井下作业人员定位跟踪技术、电网监控系统、井下通信系统及工业电视等。这些自动监控技术大多是通过组态软件而实现的，其主要功能是对采煤数据信息进行存储、整理及参数显示等。通过先进的自动监控技术，可以及时跟踪了解煤矿掘进工作面的实际工作情况，例如跟踪监控掘进速度、空隙水压力等。并且，当自动监控系统监控到相关数据信息后，还会在第一时间将数据信息传入到矿井信息控制中心，以便工作人员可以及时根据煤矿掘进工作面的实际运行环境来做出相应的决策。如果发现煤矿掘进工作面的实际运行环境不适合继续作业的话，工作人员应当要立刻通知现场作业人员撤离，以免发生安全事故，造成不必要的损失。
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2.3掘锚一体化技术
为了对矿井进行加固处理，保证其安全性，在作业时，会搭建临时的支护设施，但是原来需要掘进和支护工作分开进行，也就是，掘进一处地方，就要先进行支护作业，在一定程度上，增大了作业的工作量，降低了工作效率。而掘锚一体化技术是在掘进技术的基础上，进行了锚护的技术研究，通过一些装备和设施完成一边掘进一边支护的工作。除了能为挖掘巷道提供坚固的支撑以外，还不会影响掘进工作的进程，而且支护形成的时间短，固定性强，提高了深井作业的安全性。但是由于相关的装置比较繁多，包括顶架、油缸、众多阀门等，使得其体积庞大，并不适用于所有的掘进工作。所以对掘锚一体化进行轻量的研究，是其重要的发展方向。
2.4自动排水、探水技术
在煤矿掘进工作中，透水事故危害严重，属于重大恶性事故，在开展煤矿掘进工作的过程中，溶洞、裂隙、断层等均有可能导致涌水现象，因此，在正式开展工作之前，相关工作人员须强化对可疑突水地段进行监测，之后开展一段距离的掘进工作，再进行探测，整个施工过程虽然会对生产效率产生一定影响，但对于掘进安全性的提高却很有帮助。实践过程中，可将激光追踪仪器安装在掘进机设备上，同时选择合适的距离对3D传感器进行安装，将PLC控制系统设置在控制柜中。结合掘进距离和探水深度，每次掘进到预定的距离之后，需要停止作业，之后再对掘进程序进行重启，从而真正实现无人监管。自动排水技术，其一般是由水泵、低压防爆开关电机、液压控制器等共同构成，属于一种先进的排水系统，实践过程中，通过保护动作和紧急情况手动操作功能的设置，能够有效避免排干水后设备继续运行，而对水泵产生损坏和影响。
2.5自动截割技术
自动截割技术在煤矿掘进工作面中有着十分重要的应用，该技术在实际应用中往往会与传感器技术、数控加工技术、运动控制技术等相结合使用，从而实时获取截割轨迹和截割头空间位置坐标，以便根据这些信息来随时调整煤矿掘进机的运行参数。煤矿掘进机在开展巷道作业之时，可分为对心和偏心两种运行状态，在对心状态下只按一般操作流程操作即可，但当因受到的倾覆力不平衡而发生偏心时，则必须要合理调整截割面参数和轨迹，否则会产生较大噪音和振动。同时，为进一步提高煤矿掘进机作业的精准度，还需通过DSP运动控制器进行闭环控制。
2.6信息传输技术
自动化技术除了在生产作业中深入的应用，对工程的管理上也显得尤为重要。地面工作者要实现对掘进工作面的全面有效控制，就需要能够对深井的工作状态进行实时的监控，能够快速的得到相关数据，才能及时的做出相应的策略指令。包括地势的环境变化、岩层的变化信息、工作的进度以及设备的工作数据等，都是进行有效控制的重要信息。而当前掘进工作面使用的信息传输技术是PPPOE，能够通过环网交换机进行信息的传递，提高了准确性和高效性，推动了信息自动化的发展。
结语
综上所述，随着科技的发展，自动化技术将应用的越来越广泛，特别是煤矿掘进工作中，无论是机电设备，还是管理系统，都可以通过自动化技术的应用来提高工作效率，保证作业的安全性，提高设备的质量和灵敏性，为煤矿掘进工作提供有利的条件，促进我国煤矿行业的不断发展。
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论文作者:张中博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
标签：煤矿论文; 技术论文; 工作面论文; 作业论文; 岩层论文; 工作论文; 信息论文; 《基层建设》2019年第23期论文;