煤矿掘进中机电技术管理在安全生产中的应用

煤矿掘进中机电技术管理在安全生产中的应用

鲁军

（陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西 延安 727307）

摘要：当今，随着我国经济的加快发展，煤炭是社会生产的重要能源之一，对社会经济的发展起着重要的作用，随着煤炭资源使用量的增加，开采的深度和难度也随之增加。煤矿企业为了保障开采的质量和效率，在煤矿掘进中使用了大量的机电设备，对于煤矿的安全生产，机电设备的使用具有一定的普遍性，不仅影响着煤矿生产的整体质量，还影响着煤矿生产的安全性。因此，为了确保煤矿生产流程顺利进行，煤矿企业需要高度重视煤矿机电技术管理，充分掌握技术管理内容，保障机电技术管理落到实处，从而有效发挥机电技术管理在煤矿生产中的作用。

关键词：煤矿掘进;机电技术管理;安全生产;应用

0引言

长期以来，煤炭产量与消费量分别占我国一次能源生产和消费总量的70%和60%以上，煤炭产业已成为关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业，在未来相当长一段时期内，煤炭在我国能源结构中的主体地位不会改变。我国90%以上的煤矿生产属于井工开采，井下数量庞大的各类巷道的安全快速掘进是煤矿安全高效开采的前提，巷道掘进已经成为煤炭开采的先行工程。 煤矿井下施工条件恶劣，断层、陷落柱等不确定因素多，掘进工作面地下水突出、瓦斯突出、顶板冒落、粉尘爆炸等事故严重威胁作业人员的安全，这些因素给巷道掘进与支护带来巨大挑战。近年来，随着综合机械化开采水平的提高，年消耗回采巷道数量大幅增加，而掘进水平尚未得到相应提高，综掘平均月进尺仅180 m，综采工作面平均月消耗巷道超600 m，全国煤矿掘进队与综采队平均配比3.1∶1.0，采掘比例失衡，严重制约了煤炭安全高效开采。

1煤矿机电技术管理在安全生产中的作用

1.1有效提高煤矿生产效率

在煤矿的安全生产工作中，有效开展煤矿机电技术管理不仅可以提升生产效率，还可以减少不利因素，从而防止资源浪费。随着科技和社会的不断发展，煤矿企业需要引入先进的技术和设备，以旧换新，促使煤矿技术管理更加智能化、自动化和信息化，以便于减少技术人员的工作量，在很大程度上优化原先的技术管理方案，弥补不足之处，提升煤炭资源的开采效率。在煤矿的安全生产中，机电技术管理是极其重要的一部分，包括技术、设备等多方面的管理，涉及的管理内容较多，具有一定的复杂性和烦琐性。因此，煤矿企业需要充分认识到煤矿机电技术管理的重要作用，不断地进行优化和改善。

1.2增强煤矿生产的安全性和稳定性

近几年来，由于煤矿开采技术的进步和发展，安全事故发生的频率大大降低，但是仍然难从根本上杜绝一些事故发生。调查发现，大多数事故是因工作人员对机电设备操作不当、煤矿企业没有很好地完善机电设备管理工作等造成的，如果煤矿企业能够很好地开展机电技术管理工作，则可以有效解决一系列潜在问题，降低各类事故发生的频率，有助于增强煤矿生产的安全性和稳定性，保障工作人员的生命安全及煤矿企业的经济效益。

2煤矿掘进中机电技术管理在安全生产中的应用

2.1掘进机自动纠偏技术

通常情况下，掘进机中每个施工内容都包括截割、装运煤等环节，而结合机电自动化系统的相关设置，掘进机在每次循环工作完成之后，都需要按照下一步计划来调整方向与操作。并且为了能够使每个工作循环步骤连接在一起，工作人员可以利用掘进机自动纠偏技术，在前期录入巷道结构的基础上，使掘进机能够按照工程需求来完成自动纠偏，以此来顺利完成循环施工。该技术在应用期间，主要涉及到以下几点问题。首先，掘进机需要自行判断巷道中心线具体位置，并始终确保行进方向与中心线相一致。对此不仅需要安装三维电子罗盘来帮助掘进机根据地磁方向来计算行进偏差，同时还要利用超声波检测技术来计算巷道中心线和掘进机中心线之间的偏差。以此来实现自动纠偏的目的，如图1所示。其中θ为掘进机中心线与行进方向的角度。

图1  掘进机截割轨迹

2.2掘进机自动监控技术在煤矿掘进工作面中的应用

在掘进生产过程中，为了保证生产现场的安全性，控制生产的效率和质量，需要针对性地进行动态化的监控，该煤矿引入电气自动化技术当中的自动监控技术，可以精确了解和掌握工作面的生产信息，随后通过获取信息与互联网技术结合，通过大数据、云计算等方式进行分析，为现场生产技术员提供有效的数据参考，帮助相关人员制定工作方案，在掘进技术中应用自动监控技术，可以运用编程进行过程整理、控制数据，对作业目标实现实时动态监测，并且通过组态软件完成相关的格式化控制。

2.3井下自动监控分析

掘进工作面位于井下，需要加强通风、煤炭运输等各方面控制管理，保证井下作业高效开展。实现自动监控，能够对各类信号进行采集，为机械设备控制提供数据支撑。在掘进作业期间，工作面可能排出瓦斯，需要利用通风系统将瓦斯排出矿井，以免因井下瓦斯浓度增加出现安全事故。从系统组成上来看，包含控制站、集控中心和终端。集控中心位于地面，能够获取通风系统数据，并通过数据分析和显示加强控制管理。控制站由PLC控制器、光纤交换机等构成，能够采集和传输信息。采用监控系统进行井下瓦斯浓度监测，并利用智能通风控制站实现风机等设备的运行调节，能够使井下通风问题得到顺利解决。针对煤炭运输环境，还要采用自动化监控系统完成设备温度采集，以免因为负荷重量过大导致电机长期超负荷运行，出现温度突破临界值的情况，最终出现停机问题。布置温度传感器等装置，能够将设备温度转化为信号，通过实时监控确认皮带机工作状态。发现温度过高，将利用电流变速器对电机电流进行限制，避免设备出现过热问题。

2.4掘进机煤岩识别技术

由于煤矿巷道的地质结构环境十分复杂，所以煤层和岩石层经常会出现相互交替的问题，这种问题不仅对掘进机掘进工作十分不利，甚至还会对其设备造成一定的损伤。通常情况下，当掘进机截割遇到岩石层的时候，设备电流、压力以及电机等属性都会发生十分明显的变化。而正是这种差异化，就会导致掘进机负荷程度受到影响，甚至还会影响到设备的使用寿命。所以为了避免岩石层对掘进机头造成损坏，则需要利用自动识别煤层技术，在针对底板进行截割时，如果掘进机遇到岩石层，那么就可以通过传感器的自动反馈来降低工作速度，以此来减少掘进机的负荷程度，有效确保其使用寿命。此外，当掘进机通过岩石层到达煤层之后，工作速度就会恢复到正常属性值，以此来提高掘进机工作效率。

结语

在煤矿掘进的过程中，机电技术管理是整个煤矿安全生产中比较重要的环节，直接影响着煤矿开采的安全性和稳定性。为了推动煤矿企业安全生产，需要高度重视煤矿机电技术管理，加大投资力度，引入先进的机电设备。同时应制定相关的管理制度，促使机电管理人员具有很好的业务水平，实现企业可持续发展，为煤矿企业创造更好的经济效益，使煤矿企业有着更好的发展前景。

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作者简介：鲁军（1974—），男，汉族，陕西子州人，本科学历，助理工程师，陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿调度室副主任，主要从事矿井生产调度及煤质管理工作。