机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用

作者:未知

  摘要:本文通过对煤矿掘进工作中自动化技术的应用现状分析,研究了机电自动化技术在煤矿掘进工作中的具体应用。
  [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響,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。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
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