机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用

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。

2煤炭掘进工作面自动化系统简介

煤炭掘进技术本身是很复杂的,每个步骤的限定都不一样,再加上煤巷在开采过程中会不断地改变,造成煤炭掘进技术实施更加困难,对操作者的要求也会更高,每一个操作的运转都需要工作者极其认真细心。在操作过程中,整个煤巷就是一个整体,每个位置都是相互关联的,所以在操作时要用整体的思维来考察整个系统,反之,在操作过程中就可能发生一些意外。虽然是机器在工作,但是如果煤巷发生坍塌则会损坏机器,而机器的修复也会花费大量的财力物力,对投资者来说也是一种损失。在煤炭掘进自动化系统中,煤炭煤巷是作为一个被操控的对象,在开采过程中会形成煤壁,煤壁就会作为这个系统中的输入通道,在断面被支护形成煤巷,同时也会有原煤出现,但在操作过程中有可以操控的,也有不可控制的,有些可以测量,还有些不可以测量,各种信号交错复杂,传出的信号难以确定具体反映的信息。而信号的传递与许多因素有关,如割煤、支护、运输等相关工序,通风、排水、供电、地质勘探等相关安全措施等。信号的随时变幻会对整个系统产生很大的影响,每一个信号的传出传入都事关煤炭掘进的进度。自动化可以省去人力资源,但同时也存在着一些可知或不可知的问题。

3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。

4掘进工作面之间的联系

在自动化领域的探究中可以发现,掘进技术与支护操作之间的自动化、平行化是掘进过程中的重要处理问题,这两者关系的平衡是保证系统能够正常且高效运行的关键,而物料运输和原煤的持续化应用等是掘进作业自动化进程中的另一关键所在,自动化控制系统中各个部分相互协调、相互制衡,在每个工艺过程中都可以相互协作,使自动化系统能够高效运行。在性能运转的过程中,它们之间可以相互推动,各个部分的相互配合最终可以让自动化系统实现高效稳定的运行,但不能仅限于此,工作面自动控制系统的技艺需要不断地改革,与此同时,每个方面的技术是相通的,可以把它们融合在一起,让自动化技术整体得到全面改进。

5机电自动化掘进技术的质量监控

在大多数情况下,煤炭的掘进会受到地质因素的影响,地质结构不利于开采的话就会为煤炭开采带来很大的挑战,工作效率也会有所下降,此时可以使用搁锚机组自动化技术,推进掘进工作的进一步进展,割煤的效率也会有所提高,当然还可以当作支护,保证工作人员的安全。另外,掘进机在煤炭开采中是重要的设备,占据核心地位,不同的地质条件需要不同的掘进机,所以研制可以在不同地质条件下运行的掘进机是一个重要课题,而机器的自动定位、自动纠正偏位移位可以在各种技术的调控下实现准确控制,能够使工作生产稳定运行。

当然掘进信息的传出对设备的操控也有着重要影响,在环网交换机的作用下,可以把信息准确、实时传出。煤巷中运输技术的自动化也可以让运输更加方便,运输胶带的运用可以使运输支护材料更加方便。同时,煤巷也需要有完善的监控系统,实时对煤巷环境进行监控,了解煤巷的具体情况,有利于掘进工作的进行。工作人员可以依据监控系统反映出来的煤巷情况做出合理的判断,如果有危险可以及时中断,减少不必要的损害。

6结语

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。