摘要：随着科学技术的不断发展，掘进技术也在不断得到提高，自动化技术的应用可以为煤炭开采工作的开展带来便利，同时，机电掘进技术要不断改进，使其更加科学，实用性更加广泛。我国的煤炭开采技术在不断发展，煤炭开采中受地质因素影响较大，掘进自动化技术需要能够适应多种环境，我们要紧随自动化发展脚步，使自动化技术在煤矿开采工作中发挥更大、更广泛的作用。
关键词：机电自动化技术；煤矿掘进工作面；应用
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。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煤炭掘进工作面自动化技术的应用范围
我国地形复杂，丘岭、平原、高原、盆地等等，地质条件比较复杂，煤炭广布，煤炭资源丰富且具有多样性。经过地质运动，煤炭位置会有变化，深浅不一，浅的非常浅，最浅有可能不足一米，最深的可以达到好几十米的深度，在这样的条件下如果想进行煤炭开采，一般情况下会采用单巷掘进这种方式。我国煤炭储存受地质的影响，煤层往往多种多样，加上开采条件如果比较恶劣，煤层厚度在这种条件下会有一定的范围，从不到一米至几十米不等都有可能出现。煤层的深厚不同，开采难度就不同，一般情况下当然是浅层比较容易开采，深部不容易开采，但有时可能会不太容易开采浅层，这需要结合当地的地质条件来决定，有的地方可能有众多的煤矿埋藏在地下，但是如果开采就可能影响到周围自然环境或者居民的生活，那么这样的情况下就不适宜开采工程的进行。
我国主要的煤炭开采还是常用单巷方式，开采煤炭需要采煤、割煤还有装煤等一系列工作。目前，我国煤矿开采使用的机器有转载机、通风除尘机等设备，每个机器都有不同的作用，但都属于综合机器，其中悬臂式掘进机在现代化装备中扮演着很重要的角色，采煤、割煤等一般都会由它来完成。因此，煤巷掘进工作的进一步发展，使自动化技术融汇到掘进作业中去，需要对掘进机进行智能化改造。此外，煤矿所处的环境具有局限性，支护的采用一般是以铺杆锚网结合的支护方式，液压支架是不能在这种环境中使用的，所以又会出现掘进和支护之间各种各样的问题，在自动化研究中，这个问题有待解决。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.3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。
3.4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。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。
3.5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。
结束语
随着科学技术的不断进步，煤矿开采技术也得到了长足发展，尤其是自动化技术。在煤矿掘进工作面中科学应用机电自动化技术，不仅可有效保障工作人员的生命财产安全，还可大大提升煤矿掘进工作的效率和效果。因此，本课题对机电自动化技术在煤矿掘进工作面中应用方式的研究具有现实意义。
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论文作者:王洪义
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
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