【关键词】机电自动化技术 煤矿掘进工作面 实践应用
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 煤矿掘进工作中自动化技术的应用现状分析
不同的煤炭生产模式，煤矿掘进工作内容也各不相同，其属于一项系统性、复杂性、综合性的工程，其中，煤巷掘进是其中一个重点控制对象，实践过程中，结掘进工作的不同，一般可将输入作为断面依据和参考，逐步完成煤矿支护、割煤运输等工作，但在开展这些工作的过程中，通常会涉及到一系列安全方面的问题，具体如通风排水、运输材料、现场供电人员定位、现场监控等等。从整体上来看，通过机电自动化技术在煤矿掘进工作中的实践应用，能够确保掘进工作时刻处于安全、稳定状态，且工作效率也得到了大幅度提高，提升了相关硬件设备的抗磨损能力。总之，在煤矿掘进工作中，应用自动化技术刻不容缓。
2 机电自动化技术在煤矿掘进工作中的实践应用
2.1 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。
2.2 掘进机煤岩识别技术
由于岩石和煤矿层在硬度上存在一定差别，因此也决定了掘进机截割负荷的差异，截割电机设备的旋转油缸压力、电流、升降油缸压力等都会对掘进速度产生影响，结合这些参数，便可以对岩石层与煤矿层的界面进行判断，提高煤矿开采工作效率。
2.3 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。
2.4 掘进机自动截割技术
实践过程中，通过截割轨迹调整、自动截割导航、截割头空间位置坐标等，完成掘进机的自动化结构工作，与此同时，也实现了对传感器技术、运动控制技术以及数控加工技术的合理应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在煤矿巷道中，一般可将掘进机工作位置划分为偏心以及对心两种工作状态。
在偏心的工作状态下，掘进机在运行过程中，经常会受到不平衡倾覆力的干扰和影响，从而产生较大的噪音和震动，因此，正常情况下，都是采取对心状态。通过对切割轨迹参数以及截割面参数进行合理设置，能够确保设备按照要求和轨迹逐步完成截割工作，最后进入运动控制器进行闭环控制，从而大幅度提升系统的控制效率和精度。
2.5 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。
2.6 通风监测系统
在煤矿掘进工作中，通风状况与煤矿生产安全性稳定性息息相关，为了能够对各工作面通风情况进行及时精准的监测和了解，可对自动化控制技术进行应用。实践过程中，该控制模式多种多样，相关工作人员可结合实际情况选择相应的工程模式。通风监控系统，主要分为终端设备、智能通风控制子站、地面集控中心等共同构成，其中，地面集控中心处于核心关键地位，能够实现对设备相关数据的有效处理与分析。与此同时，还能够对风速信息、风量信息以及瓦斯浓度分布状况进行实时显示，控制子站一般是由 PLC 控制系统、光纤交换器等共同构成，能够实现对数据信息的实时采集，同时也能对通风机通信等进行有效控制。
终端设备能够对通风机、电流信息、电压信息、掘进工作面、温度等信息进行实时采集，同时结合控制子站指令，对通风机的开机转速以及开度进行控制。
2.7 自动化运输技术
在工作室中通过对掘进工作面运输机运行状况进行集中监控，可通过控制器，对除尘风机开关、输送机、电机开关、掘进机状态等信息进行联合控制，最后进入多功能终端，对输送机温度、电机电流、运行速度等数据进行实时采集，同时结合相应的控制模式，对于故障问题进行及时发觉，并在第一时间作出相应的保护动作，确保电话通知功能、急停功能等能够顺利实现，推动着运输工作朝着自动化、智能化方向发展。
3 结语
综上所述，随着计算机技术以及微电子技术的不断发展，也为机电一体化技术及其相关设备，在煤矿生产过程中的广泛应用提供了便利条件。机电一体化技术主要包括掘进机监控技术、掘进机自动截割技术、掘锚一体化技术、通风监控系统、自动排水探水技术等等。通过这些技术在煤矿掘进工作中的实践应用，不仅大幅度提高了工作质量和效率，同时也为工作安全性和可靠性提供了良好保障，对于我国煤矿事业的可持续稳定发展很有帮助。
参考文献
[1] 牛晓晓 . 煤矿掘进工作面综合防尘技术的实践与应用研究 [J]. 现代工业经济和信息化 ,2018,v.8；No.162(06):557-585.
[2] 李强 , 董苏苏 , 王传盈 . 瞬变电磁在内蒙古鄂尔多斯中税煤矿掘进工作面中的应用[J]. 山东工业技术 ,2017(15):178
论文作者:康利军
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
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