煤矿采煤机自动化与智能化技术研究

煤矿采煤机自动化与智能化技术研究

高中虎

山东济宁运河煤矿有限责任公司 山东济宁 272055

摘要：为了满足社会生产生活对煤炭资源的需求，煤炭企业在开采过程中，需要结合煤炭资源实际开采需求，注重煤矿采煤机智能化关键技术的应用，引入先进技术，确保煤炭开采作业可以顺利进行。在实际应用过程中，必须应用专项化开采设备，并融合智能化关键技术，确保相关设备运行效率得以全面提升，保证采煤装置整体应用质量，助力企业实现煤炭资源的优质开采目标。

关键词：煤矿；采煤机；自动化；智能化技术

前言：我国国民生活和生产中对于煤炭的需求量比较大，煤炭直接影响着我国经济发展和人们的生活。煤炭开采工作需要深入矿井中，但是工作环境比较复杂，工作难度比较大，工作人员的劳动强度也比较大。采煤机自动化与智能化控制技术在煤炭开采中运用能够解放工作人员的工作强度，让工人在良好的环境中工作。当前在采煤机研发中，很多技术都运用其中，如无线通信技术、传感技术等，这些技术促进了采煤机的自动化和智能化程度。

1基于采煤机自动化与智能化控制技术发展方向

1.1进一步研究振动、视频图像分析

采煤机研发需要通过图像技术和透地雷达技术进行研究，自动识别煤岩界面，确定采煤环境，尤其是需要自动调节自身的高度，及时的发现周围的障碍物质等，确定周围环境等情况。

1.2发展视觉和触觉功能

研发工作开展需要拓展采煤机的功能，需要提高其视觉能力和触觉，通过这种方式能够对运行和工作中的障碍进行分析，能够自动识别和处理。对于矿井中的物质能够进行识别，排除障碍因素。

1.3进行特征振动和噪声实时分析

采煤机研发需要对于实时环境进行分析，充分地考虑环境变化等因素，综合地考虑周围环境，通过在线监测和早期故障预警等识别危险。尤其是矿井环境比较复杂，若是不能及时的判断震动和噪声的因素可能无法早期判断作出反应。

1.4提高传感控制系统安全性

采煤机研发中需要重视系统安全性，尤其是采煤机研究相关技术需要重视可靠性和易维护性，技术研发是通过不断的积累和探索实现的，这就需要保证技术安全。同时要充分的考虑采煤机的工作环境和安全性等因素，采煤机的研发成本比较高，若是出现故障等情况会造成较大的损失，因此要充分考虑安全性。

1.5发展自诊断和远程维护技术

采煤机研发中需要重视远程监控和维护，早期发现采煤机的故障问题，对于自身运行进行分析，能够确定自身存在的故障情况，早期处理避免影响自身运行。采煤机研发中远程维护主要是确定机械运行情况，分析在运行中存在的不足等因素，对其中面临的问题能有充分的认识，解决故障问题。

2煤矿采煤机自动化与智能化技术的应用

2.1智能控制技术

智能控制技术在采煤机研发中运用能够实现对采煤机的控制，指引采煤机运动的方向，控制采煤机的动作。智能技术在采煤机状态控制中的运用主要是保采煤机的作业正常，将煤块从煤壁上切割下来，通过这项技术实现采煤控制。采煤机可以将大块的煤破碎为小块，这种方式能够实现对采煤机的切割，这就需要实现对采煤机的协调控制，这一动作过程的实现需要启动控制信号、制动信号和保护信息，将各种指令传到逻辑传感器中，实现切割和破损等动作。采煤机的牵引控制主要是通过离合器调速、开关磁阻电机调速等实现系统调速控制，采用这种方式能够降低噪声，保证传感器可靠性。采煤机的姿态控制中是通过机械角度控制和滚筒高度的控制实现，采用这种方式主要是进行调高控制，采取及记忆截割法和γ射线直接预测方式操作。

2.2无线网络传感监测技术

我国采煤机的发展是从美国和德国公司开发的采煤机的基础上发展而来，当前国产采煤机的制造水平并不高，并且还有很多功能并不完善，无法有效的开展工作，实际使用效率并不高。国外生产的采煤机控制效果比较理想，能够将采集和处理的信息存储和表达，运用人机界面呈现出来，并且能够运用文字、表格和图像等方式呈现出来，对于矿井环境分析、采煤实施方案的设计都有较大的帮助。在我国采煤机研发中需要开发这一功能，并且要合理地设计工作界面、液压支架、牵引放线和速度等，实现对矿井环境的检测。通信网络平台建设中，对于传感监控技术的运用核心就是在顺槽的工作区域高光线通信网络，这样就能够实现实时监控，但是其受到线路因素的影响。因此要进行无线传感网络技术的研发，充分的考虑无线组网的方式，这种方式的操作方案比较简单，并且空间对于布线和监测基本上没有影响，但是在使用的过程中可能会出现电磁干扰情况，因此需要对可靠性进行分析，保证无线网络传感监测技术有效的运用。

采煤机研发中运用无线网络传感监测技术需要从温度和振动传感角度开展工作，将这些信息采集和无线发送。监控中心对于这些数据的分析需要重视，评估采煤机的健康状态，并且要有效地评估采煤机的位置，对于各个传感器数据采集系统进行分析，可以将这些数据汇集后处理，在不同的节点有不同的功能，可以实时发送数据。

2.3故障诊断技术

故障诊断技术最早是运用在电气、液压系统中，其逻辑判断准确，并且能够基于阈值判断系统故障发生的原因，这种方式能够更直接地发现故障问题，但是其定位并不准确，因此可能需要进行检测，才能够最终确定故障的部位和原因。

采煤机故障诊断分析是了解运行状态，若是出现问题后能够及时的处理。采煤机的结构和功能比较复杂，若是出现故障后需要将其分为电气故障、机械故障和液压故障，每种故障处理的方式不同。采煤机故障处理功能可以判断故障发生的原因，这样能降低对采煤机运行的影响，提高采煤机工作效率。故障诊断技术在采煤机中运用能够确定故障发生的原因，判断采煤机是否出现异常情况，同时可以结合处理结果发送给管理人员和维修人员，相关人员可以按照提供的数据处理采煤机问题，解决相关问题。

为了解决故障诊断技术运用不精准问题，当前已经将多种技术运用其中，提高故障诊断效率和质量。近些年故障诊断专家系统引进多种算法实现，能够有效的解决采煤机发生的故障情况，通过编辑器和编辑规则开展研究工作，形成故障知识库和故障规则形成的数据库，对于出现的故障问题可以在其中检索，发现出现故障的具体原因，并且能够提出有效的解决方案。故障诊断专家系统的运用可以从数据路中推理故障发生的原因，在人机界面中显示出来，相关人员可以解决机械故障的表现处理故障问题。

结束语：

综上，采煤机自动化和智能化的发展改变了采煤工作效率和质量，将更多的技术运用到煤矿开采中能够达到更理想的效果，提高采煤工作的安全性和可靠性。随着我国科学技术的发展，采煤机制造水平不断提升，其中运用的自动化和智能化技术增多，这对我国煤炭开采工作有较大的帮助，可以有效地改善工作人员的工作环境，促进开采量的提升，这对我国无人开采技术的研发也提供了更多的技术基础。今后我国采煤机的发展朝着自动化、无人化的方向发展，可以有效解放劳动力，有效地处理煤矿开采中遇到的各种问题。针对采煤机关键技术的研发可以实现采煤机制的飞跃，并且能够探索更高水平的技术。

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