煤矿掘进工作面自动化技术探讨

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

苏伟超

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司,河北省唐山市,063021

摘要

在计算机技术和自动化技术发展过程中,机电一体化技术在我国煤炭工业发展中得到广泛应用,给煤矿传统的生产工艺和装备带来了巨大的改变和发展,尤其是综采工作面自动化水平有了明显的提高。当前我国已经建立日产万吨的井工矿井且部分大型煤矿开采技术处于世界领先水平。掘进工作面作为煤矿采掘生产过程中的一个关键性环节,相比于综采工作面的自动化技术水平发展较为滞后,制约了采掘平衡,难以满足煤矿安全生产的需要。同时因为煤矿作业环境恶劣、安全事故频发,必须要重视煤矿掘进工作面自动化技术的研究探索,以满足我国煤炭工业集约化和安全化发展的需要。


关键词

煤矿;掘进;工作面;自动化

正文

     煤矿掘进工作面自动化技术十分关键,在煤矿掘进自动化系统构建方面需要综合考虑影响煤巷成型的各项因素,同时在系统构建方面不仅要研究煤矿掘进设备自动化技术,同时还需要对掘进配套设备的自动化技术做充分研究分析。在煤矿掘进工作面自动化技术实际应用中,应充分考虑、研究分析掘进设备自动化、巷道支护设备自动化、运输自动化、信息传输自动化、安全监测监控自动化等,为煤矿掘进工作面的全面自动化发展打下良好基础。

 1掘进工作面自动化系统概况
  煤矿掘进生产作业复杂性高,掘进工作面自动化系统的建立必须将掘进巷道作为一个整体。例如:煤巷掘进时选择煤壁作为输入,将根据断面要求支护的煤巷和原煤作为输出,还应考虑其他因素,包括掘进落煤、支护、运输、供电、供排水、通风、安全监测监控等内容。在科学技术发展过程中,煤矿机电一体化技术包含机械、电子以及液压控制等技术,机械性能安全可靠,能够在生产方面直观反映自动化技术水平的进步。煤矿机电设备控制系统的性能、质量对采掘机械设备动力、稳定性、经济性等有重要影响,同时还能够促进生产效率和生产质量的替换使能,为实现煤矿机械技术自动化提供重要支撑。随着科学技术进步,煤矿机械产品性能有明显提升,呈现出明显的精度高、安全性高等特点,能满足安装维护便捷化和智能化发展需要。目前微机和微处理器电子控制装置在煤矿生产中应用已经十分普遍,在煤矿现代机械组成方面,属于电子控制系统的关键性组成,利用PLC技术以及变频控制技术等,能够实现故障的在线诊断和监控。
 2关于自动化系统涉及的范围分析
  煤炭分布状况会对煤炭开采工艺产生直接影响。多数煤矿的资源分布状态比較复杂,并且周边环境存在多样性,所以在浅层开采的煤矿中,煤矿的巷道挖掘多为单巷形式。结合我国煤矿开采实际可以认识到,开采使用的机械设备以转载机、悬臂式的掘进机以及单体锚杆钻机为主。这些功能各异的设备分布在煤矿开采和处理的各个过程,是煤炭生产中的基本工具,也是自动化技术应用的具体对象。就目前而言,上述设备受到技术性原因的限制,还足以最大限度的提高煤炭开采效率,所以在综掘工作面的自动化研究,还需要更加深入的进行,才能实现煤矿开采自动化系统的建设。最后还需要兼顾的便是掘进后的支护问题,对于支护方式的使用,不能单独依赖一种支护措施,转而应当通过多种支护方式共同构建支护安全体系。
  3自动控制系统模型
  总结上文中提到的自动化系统概况和系统具体应用技术的分析,可以对系统模型整体架构产生基本认识。在自动控制模型构建中,应当优先分析支护作业和其他掘进行为中的问题,这样才能对控制系统的建立和改善产生有效作用,实现自动化理论和生产技术的有机结合,从而最大限度的提高自动控制系统整体工作性能。各个工作环节的紧密衔接是实现系统安全和效率的基本要求,针对各项设备的操作与配合也应当进行合理思考。
  4需要解决的关键技术
  4.1运输自动化技术
  运输队煤矿掘进工作的重要性不言而喻,借助不断进步的各项技术,运输过程的自动化水平也在逐渐提高。运输自动化不仅可以有效提高采掘效率,还可在一定程度上协助支护作业的展开。出于维护生产安全方面得考虑,煤炭巷道挖掘需要消耗大量支护材料。所以,应当通过合理方法实现运输自动化和高效化。例如在使用运输胶带时,可以使用底带运输支护材料,以求促进运输自动化的实现。
  4.2掘锚机组自动化技术
  我国煤矿生产地质环境整体呈现出复杂状态,所以煤巷掘进的风险性也相对较大。想要在这种环境下实现掘进工作面自动化,就要对掘进和支护作业的整体能力进行强化。掘锚联合机组自动化技术是实现工艺优化的有效途径。实现掘锚机组自动化后,掘进工作的适应性会得到显著提升,尤其是在自动化平行作业方面。
  4.3锚杆支护自动化技术
  大型企业采掘煤矿时,通常会选择具备高效率的重型设备,从某种角度来说这种操作方式推动了煤矿生产行业机械化的发展,但从安全角度来看,这种生产方式存在诸多不合理之处。虽然重型设备工作产出煤炭数量巨大,但是粗糙的掘进行为会导致巷道断面增大以及瓦斯涌出过大,从而加强安全维护的工作负担。为了有效解决这些问题,应当注重锚杆支护自动化技术的发展与应用,以此满足稳定巷道的生产需要。
  4.4掘进机自动化技术
  掘进机是掘进工作面中最基础,也是最重要的设备。实现掘进机的自动控制是相关研究方面的核心内容。当然,在掘进机实际使用中,应当根据地质类型的差异做出技术性调整,否则便会对生产效率的提高产生消极影响。
  4.5掘进工作面信息传输技术
  掘进工作面控制系统的合理运行需要各设备反馈信息作为支持,为了稳定、准确的获得设备运行信息,应当强化掘进工作面信息传输能力。根据煤矿生产环境的复杂性,应对信息传输技术的具体选择进行调整,尽可能选择支持PPPoE技术的网关来进行传输的工作,以便控制系统的有序运行。
  4.6安全保障监控技术
  安全贯穿于生产全过程,实现煤矿掘进工作面自动化离不开安全保障的支持。在各项安全保障技术中,应当注重监控技术的应用。在生产活动中,监控技术应用的对象主要集中于设备和环境。许多煤矿采掘事故的产生都与设备故障有关,借助监控技术对设备运行数据进行实时监控,可以为工作人员的检修提供技术支持,从而有效减少事故发生概率。在环境监控方面,应当通过加装温湿度监控仪器以及瓦斯浓度报警器等设备加强安全保障能力。
  5结束语
  总而言之,对于煤炭挖掘工作面自动化技术的具体应用,相关单位应当从全面的角度进行分析。在对煤巷挖掘中的各个工作环节形成正确认识后,再着手于掘进工作面自动控制系统模型的设计。只有通过这种方法,才能发现并解决自动化技术实际应用中存在的各项问题。
  参考文献
  [1]赵学社.煤炭高效掘进技术现状和发展趋势[J].煤炭科学技术,2007(4):5-14.
  [2]晌葆锐,王虹.煤及半煤岩巷道掘进设备技术发展概况与思考[J].煤矿机电,2000(5).
  [3]煤炭科学研究总院.煤炭科学研究总院50周年院庆科技论文集[C].北京:煤炭工业出版社,2007.
  [4]王金华.我国煤巷机械化掘进机现状及锚杆支护技术[J].煤炭科学技术,2004(1).
  [5]高亚超.机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用研究[J].化工管理,2015(6):34-35.


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