煤矿掘进机远程智能控制分析

煤矿掘进机远程智能控制分析

吴圣明

中煤集团山西华昱能源有限公司水泉煤业  山西省朔州市   036900

摘要：煤矿掘进工作环境复杂，危险系数较高，是整个煤矿生产的重要环节，掘进施工质量的高低，直接决定着整个煤矿生产过程的安全性，同时也是影响煤矿生产量的核心要素。所以，在新时代的新发展要求下，要想紧跟行业发展趋势，并将自身发展推向新高度，势必要全面认知远程智能控制技术的应用价值，进一步探究煤矿掘进机远程智能控制技术。

关键词：煤矿掘进机；远程智能控制

引言

煤矿生产离不开掘进工作的大力支持，在煤矿井凿巷道开凿工作中，掘进机扮演着十分重要的角色。而煤矿巷道的高效、高质掘进，不仅能大幅度提升煤矿开采安全性，还能助力煤矿产量的持续攀升，而高效化、智能化、机械化的掘进技术，则是保证矿井高效与高产齐头并进的必要条件。为了顺应时代发展规律，进一步探究煤矿掘进机远程智能控制技术，凸显出了极高的必要性。

一、智能化远程控制掘进技术的应用价值

（一）提升施工效率

传统人工操作的掘进，需要主、副司机的协同配合，才能顺利完成掘进裁割工作，掘进方案的协调统一，数据的调整，都需要耗费大量时间与精力，掘进进度相对较慢，且截割质量参差不齐，实际作业效果不够理想。而远程智能掘进技术的应用，能通过环境自适应与截割记忆技术，准确、高质完成掘进任务。一键操作式的截割技术，能在短时间内高质、高效完成相关工作。[1]截割全过程的无人工干涉，操作便捷性、自动化控制，不仅降低了劳动强度，还实现了工作效率的显著提升，巷道成型质量的显著提升，更是为后续工作的有序、高效、安全开展，提供了强劲助推。

（二）增强综掘安全性

煤矿掘进工作施工难度较大，潜在风险众多，对掘进人员的专业技术、综合素养要求较高，需要其时刻留意周围环境及各施工要素的变化，稍不留意就会发生安全事故，严重威胁着施工人员的生命、财产安全。而远程智能掘进技术的应用，能辅助工作人员，通过远程操作，科学控制截割机，机械化掘进，大大降低了切割时顶板掉落而造成的安全事故发生概率。简单、灵活、便捷的操作，观察视角的逐步拓展，掘进操作限制条件的减少，为掘进工作效率、安全性的显著提升，提供了强劲助推。智能截割技术的科学应用，能使施工人员远离危险区域，并有效避免粉尘污染、瓦斯泄露等各种施工威胁，这对施工安全性的显著提升，提供了有效服务。

二、远程智能控制技术分析

（一）远程智能控制的工作原理

煤矿掘进工作的高质量完成，需要综合考虑多方面因素，通过对各项数据的大量收集与准确分析，制定最具科学性、安全性的施工方案，以此实现煤矿生产向高质、高产的大步迈进。远程智能控制技术的工作原理，是根据矿井掘进需求，将分散的截割、除尘、油泵等核心驱动，通过智能控制系统，进行科学对接，从而实现对各项操作的自动化、智能化控制。远程智能控制系统中的传感器，能准确测出不同施工信号，并通过对油位、压力数据的精准收集与探测，将关键性数据传递给PLC控制器，随后PLC会将收集到的数据，与系统中的标准数据，进行综合对比，然后依托分析结果，发出相应控制指令，以此实现对掘进机的远程智能控制。

（二）远程智能控制的硬件系统

为了实现对远程智能操作技术的高效应用，对其硬件系统，进行全方位了解，不仅能确保各项操作的准确性，还能实现对各项突发事件的科学应对。熟练的操作，对核心硬件系统控制要求的内化于心，都能辅助工作人员，高质、高效完成掘进任务。煤矿掘进机的远程智能控制硬件系统，主要由启动或停止指令按钮，紧急制停按钮、油缸操作按钮和各种类型传感器组成。除此之外，远程智能化控制系统的电源及电压数据信息，不同视角的摄像仪器，也是远程智能控制系统的核心构成。煤矿掘进机截割电机的开启与停止，泵机工作状态的调整，都是通过控制启动或停止指令按钮来完成。应对突发事件，需要立即停止各项操作，此时就可以科学控制急停按钮来完成，而急停按钮通常情况下设置为左右急停，便于工作人员操作。根据不同掘进要求，加大与降低油缸，是掘进工作的常规操作，而油缸操作按钮，则是辅助工作人员科学操控油缸的硬件系统。长期的工作，机械设备的自磨损，都会增加远程智能掘进机发生故障的概率，而将硬件系统数据进行科学汇总与全面分析，就可以准确推测出掘进机的故障缘由及位置，这对工作人员进行即时维修，并制定最具科学性的故障解决方案，提供了强而有力的数据支撑，准确的判断，精准的维修，实现了掘进工期的有效缩短，施工工作的顺利进行。

（三）远程智能控制的软件系统

作为煤矿掘进机远程智能控制的核心技术，PLC 程序由系统初始化、主逻辑控制遥控控制、信息传输、保护功能、变频设备、故障分析与监测、远程操作部分组成。在掘进工作中，软件系统呈现出了明显使用优势，工作人员可以通过科学操作，自动化选择各种操作模式，也可以根据实际掘进需求，选择手动操作模式。系统操作灵活性的显著提升，为掘进机快速适应施工环境，并选择最具科学性的施工方法，提供了有效支撑。运行方式与周围环境、各项施工要求切合度的提升，不仅实现了施工效率的显著提升，施工中机械设备磨损程度的降低，还为运行损耗的科学缩减，提供了强劲助推。PLC技术的高效应用，能提升掘进机的环境自适应力，这对其科学应对各种施工要求，准确分析各项数据，自动化调整施工模式，具有显著推动作用。运行模式科学性的大幅度上调，对轻松完成综合性操作，稳步提升掘进效率，提供了强劲助推。

（四）远程智能控制系统的升级

时代在变化，掘进要求在改变，要想将远程智能掘进机优势，进行充分发挥，结合软件、关键技术更新要求，对掘进机远程控制智能化，进行科学升级，具有极高的必要性。[2]联机集中控制、遥控开采、智能化升级，是智能化控制升级的三个发展阶段。首先，实现对掘进机设备的集中控制，达到掘进效率的显著提升，自动化运转程度的升级，是联机集中控制阶段的主要内容。在此基础上，增加顺槽远程控制，实现对掘进机的远程控制，是遥控开采阶段的内容。在前两个阶段的工作，顺利完成后，科学增加多需求传感器、反馈系统，能实现掘进机远程智能自动化控制，这对掘进工作的无人化、智能化、全自动化的全面开展，提供了强劲助推。

总结

综上所诉，经济的飞速发展，科学技术研究与应用范围的持续扩大，促使新型掘进技术不断涌现，远程智能控制技术，在煤矿掘进过程中的应用，能为能源行业的革命性转变，提供强而有力的技术支撑。先进传感技术、数学模型、科学算法的应用，实现了劳动力的解放，工作效率的显著提升。

参考文献

[1]张旭辉,田胜利.煤矿远程智能掘进面临的挑战与研究进展[J].煤炭学报,2022,47(01):579-597.

[2]张旭辉,刘永伟,毛清华,杨文娟.煤矿悬臂式掘进机智能控制技术研究及进展[J].重型机械,2018(02):22-27.

[3]邬瑞.悬臂式掘进机电控系统优化设计应用[J].机械研究与应用.2021,(4)：161-163,166.

[4]吕金龙,贺安民,原长锁,等.全断面矩形快速掘进机方向控制的分析与验证[J].煤矿机械.2021,(10).DOI:10.13436/j.mkjx.202110027.

[5]王鹏江,杨阳,王东杰,等.悬臂式掘进机煤矸智能截割控制系统与方法[J].煤炭学报.2021,(0S2).1124-1134.