机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用分析

机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用分析

范仁和

陕西涌鑫矿业有限责任公司 陕西省榆林市 719407

摘要：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。

关键词：机电自动化技术；煤矿掘进；工作面；应用

1煤矿机电自动化技术的意义

1.1促进生产效率提高

对于过去煤矿开采主要是粗放式的方式,没有进一步推广机电自动化技术,随着社会的不断发展,机电自动化越来越发挥出其优势,通过自动化设备能够有效地进行现场情况的建设,同时根据回传的信息进行有效判断。同时,如果在这个过程中出现问题,可以使用软件进行调整和优化,要进一步提高整体工作效率,确保施工质量,更好地促进企业的发展。

1.2更加安全可靠

煤矿开采属于高危工作,如果出现事故会进一步影响到开采效果,同时对于企业的发展产生很大的影响,采用自动化技术能够有效地控制安全事故,确保整体安全性。

1.3环境友好型发展

自动化技术能够进一步实现信息处理,更好地提高整体的工作效率。随着科学技术的不断发展,信息技术的应用与管理创新的有效结合更加亲密,将其应用于煤矿开采中具有非常重要的意义,不仅能够确保整体的安全,也能够更好的确保整体环境,因此需要引起重视。

2煤矿机电设备自动化技术中存在的问题

当前,煤矿机电设备自动化技术主要存在以下问题:首先,管理制度不完善。与其他领域的技术相比,煤矿机电设备自动化技术的科学性更强,也更加复杂,所以,应用自动化技术的同时必须构建完善的管理制度,并严格执行该制度,方能确保自动化技术优势的发挥。但是在实际生产应用中,许多煤矿机电管理机制都存在一定的问题,或仍沿用传统的管理机制,对机电设备自动化技术不够重视,造成面对先进的机电自动化技术而弃之不用,使自动化技术不能发挥应有的作用。

其次,煤矿生产工程设计存在不足。在煤矿机电设备安装、费用预估及采矿进度等方面都需要一定的工程设计,但当前的工程设计存在诸多不足,使机电设备自动化技术的应用具有一定的局限性,而难以发挥其自动化的作用,且增加了生产成本。同时,由于工程设计的科学性不强,造成无法顺利开采煤矿,增加了安全事故发生率。

最后,机电设备安装技术落后和安装操作不规范。许多煤矿企业的开采作业缺乏必要的专业人才,尽管企业拥有自动化设备,但因缺乏相关的人才而无法正确安装和使用此技术,进而导致安装时经常出现错误及疏漏,操作不够规范,甚至在操作机电自动化设备的过程中直接造成了安全事故,使煤矿的开采率明显下降。

3机电自动化技术的具体运用

3.1岩层探识技术

想要保证煤矿开采作业的顺利进行,首先要做的就是探查和识别岩层,可以说,岩层探识的质量直接决定了煤矿生产的效率。一般情况下,岩层和煤层的识别效果取决于煤矿掘进机的截割负载能力,即掘进机的煤矿截割作业效率。当煤矿掘进机对岩层和煤层开展煤矿截割作业时,油缸的旋转速率、截割产生的电流以及升降过程中形成的压力都会在很大程度上影响着对岩层和煤层的识别效果。煤矿掘进机主要是通过分析同一巷道不同层面中所获取的截割参数,以对岩层与煤层进行有效识别,在这一过程中,沿着底板进行截割,若岩石位于底板截割轨迹之上,那么就可判断其为夹矸,该种情况下,可通过把控电磁比例阀以实现截割作业的正常进行;而若岩石位于底板截割轨迹之下,那么就可判断其为底板,此时可应用截割头完成预定作业,直至发现储煤层。

3.2截割技术

在煤矿掘进作业过程中,实现传感器技术、自动截割技术、运动把控技术以及数控加工技术的有机结合,工作人员可有效获取截割头的动态位置坐标、作业轨迹以及运动方向,并以此为基础对掘进机作业进行调整。在开展巷道工作时,掘进机主要包括对心和偏心两种作业状态。当掘进机处于对心作业状态时,工作人员只需按照常规的操作方式进行作业即可;若在实际的作业过程中,掘进机受到不平衡作用力的影响,那么其作业轨迹极有可能会偏离预定轨道,进而会引发振动或噪声等一系列问题,此时工作人员便应对截割面的运动轨迹以及作业参数进行相应的调整,以保证截割头完成预期作业任务。与此同时,为了进一步提升截割作业的精确度,工作人员可以应用DSP(数字信号处理)运动把控技术实现闭环把控。例如:若想明确截割面的具体尺寸规格,首先依据截割的作业范围,具体来说就是以回转台为中心的切割球投在巷道横截面上的圆形投影,只要确保实际的截割作业范围在投影区域之内,即使工作位置改变,掘进机也能实现截割作业的顺利完成;随后将作业参数导入DSP设备中,以此来明确具体的循环次数和作业轨迹。

3.3掘进纠偏技术

在完成一个煤截割、煤装载以及煤运输作业循环之后,掘进机在开展下一作业循环之前必须进行系统纠偏,使得掘进机能够准确沿着预定工作轨迹行进。对于掘进机行进实况的判断,主要是通过观测其运动方向和作业位置,其中,探查掘进机运动方向的设备为三维电子罗盘仪,通过检查掘进机运动方向与地磁正北方位之间的夹角,便可明确掘进机行进中心线与预设的巷道中心线之间的角度偏差,其后应用激光指示仪进行方向调整,使得掘进机能够按照预设轨道行进。而检测掘进机行进中心线与预设的巷道中心线之间偏差的执行设备为超声波测距传感器,在左右两侧分别安装两三个传感器,应用超声波测距传感器便可有效得出目标对象与传感器之间的距离,随后应用二轴倾角传感器对掘进机与水平面之间的俯仰角进行检测,最后以检测参数为依据,利用PLVC(可编辑逻辑阀控制)把控单元、行动马达以及比例电磁阀对掘进机的运动方向和作业位置进行调整。

3.4通风监察技术

对于煤矿掘进工作面而言,通风状况在很大程度上决定了施工的安全系数。为了让工作人员在地面上就能实时把握各大工作面的通风实况,即对其进行实时把控,便需借助自动化控制技术。当前,自动化控制模式多样,例如监察系统主要由地面控制中心、自动化通风控制子站和终端设备三大部分组成,监察系统的核心部分就是地面控制中心,其主要负责分析和处理各个工作面通风设施上传的监察数据,并实时显示各大工作面的总体风量、流动速度及瓦斯浓度等数据信息。自动化通风控制子站主要由PLC控制仪、光纤交换器及隔爆光端机等设备构成,其主要负责采集数据、传输信息及把控通风设备,而终端设备的主要功能为收集各大工作面的实时流动风量、流动速度、整体温度、瓦斯浓度以及通风设备的电流电压等多种数据信息,并依据自动化通风控制子站的相关指令对通风设备及电机进行把控。

结论

综上所述,自动化煤矿机电技术促进了我国煤炭行业的不断发展,使煤矿生产过程更安全、有效,同时也合理优化了煤矿结构。煤矿机电自动化实用技术的应用,提高了煤矿生产活动的效率以及安全性,改善了煤矿构造,提高企业经济效益,必须要加大煤矿企业的安全生产管理力度,在企业发展过程中,通过实施先进的机电自动化管理技术和实用技术,不断提升煤矿设备的发展程度和自动化信息技术水平。

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