煤矿掘进机电控系统的应用

煤矿掘进机电控系统的应用

许峰  ,张思玉

江苏省矿业工程集团有限公司  江苏徐州   221131

摘要：煤矿开采智能化建设是一个不断发展的过程，需要利用各种设备、传感器与采场条件、人员信息等构建智能感知、分析、学习、决策、管理的“人机环”逻辑控制模型，还需建立工作面多元异构信息大数据共享平台以解决信息孤岛问题。悬臂式巷道掘进机技术是发展综合机械化掘进、提高掘进效率、保障安全生产、降低劳动强度的重要技术。悬臂式巷道掘进机能实现截割、装载运输、转载煤岩、调度行走及喷雾除尘等功能，其自动控制是实现综掘少人、无人化的基础。因此有必要研发能自主决策、智能控制的悬臂式巷道掘进机自动控制系统，具备位置测量、位置补偿、多参数感知、状态监测与故障报警、远程遥控干预等功能，实现掘进机高精度定向、位置调整、自适应截割及掘进环境可视化，从而在少人甚至无人操作下完成高效、安全的井下掘进作业，最终实现煤矿井下掘进工作的全智能化、无人化目标.

关键词：煤矿；掘进；机电控系统；应用

引言

掘进机是煤矿井下巷道掘进作业的核心，其掘进作业时的稳定性和可靠性直接决定了煤矿井下巷道掘进的效率和经济性。由于煤矿井下巷道综采环境恶劣而且掘进机整体结构相对复杂，在长期高尘、高振动冲击作用下，掘进机的机电系统极易受到损坏。目前对于掘进机机电系统的故障主要采取人工排查修复的方案，不仅非常依赖维护人员的专业素质而且井下恶劣的环境也加大了故障排除的难度，严重影响了煤矿井下巷道掘进作业的正常进行。

一、煤矿掘进机电设备重要性及技术现状分析

目前，煤矿企业设备相关的技术已经取得了明显的进步，特别是在北方的大型矿区，传统意义上的炮采炮掘采煤系统主要是使用采煤机、液压支架等相关设备，逐渐被机械化采掘取代。巷道掘进采取的是巷道掘进机以及探水设备；对于煤炭运输系统来说，通常情况下采取胶带运输机，辅助运输采取的是无轨胶轮车系统等。这些系统当中设备的正常运行，对煤矿的产量造成了直接的影响，在某种意义上决定了企业的效益，机电设备是否可以正常运行，已经逐渐成为一个现代化煤炭企业生产发展的关键。煤矿是重要的能源，煤矿开采工作对我国的发展十分重要。在实际当中，如果想要推动煤矿事业的发展，就应当努力寻找效率更高、性能更加稳定的掘进机电设备。

二、煤矿掘进机电控系统的应用

2.1煤矿矿井提升机

对于煤矿开采而言，矿井提升机是非常重要的设备之一。矿井系统运行的各环节比较复杂，既需要开展操控工作，还应该严格把控运行速度，如果运行速度过快，会导致机械设备运行存在惯性。科学技术的不断提升，促进了矿井生产行业的发展，也促进了自动化技术的应用。引进自动化技术和智能化技术，对技术使用进行提升，全面提高整体的机械设备使用效果，了解控制系统的运行模式，对运行模式进行系统性改变，全面提高机械设备的控制效果。管理者应该将煤矿矿井提升机与电子技术、模拟技术融合，发挥煤矿矿井提升机的应用价值。

2.2煤炭运输

煤炭运输是煤炭生产的重要步骤之一，在此过程中，技术人员要确保在运输过程中运输设备的稳定性与安全性。为进一步提高整体生产效率，多数煤炭企业均致力于提高运输设备的性能，但就实际而言，运输设备技术的研发迭代通常要投入大量资源，而积极引入成熟的控制系统更为直接有效。因此，部分采购了西方成熟的机电集控技术，以此提高煤矿运输设备的整体运载效率，并通过动态功耗控制技术进一步优化成本投入。此外，在我国部分企业在机电集控技术研发过程中逐步开展进行系统软件的自主研发，并意图通过软件优势进一步提高煤炭转运设备的整体稳定，消除长时间运行后设备潜在的故障风险，为煤矿企业的开采工作提供稳定保障。然后受到不同地域煤炭环境的差异化影响，少数矿井的运输距离相对较长，运输设备的传动装置在长期运行过后可能出现不稳定问题，甚至出现皮带打滑等问题。因此，针对上述问题，技术人员应进步一步升级系统监测能力，通过对应的传感器收集的数据建立运输设备的稳定运行周期档案，帮助技术人员提前明确设备的运行故障点，并提前进行设备故障处理。

2.3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。

2.4振动检测诊断技术

这一技术在机械设备运行中的应用频率非常高，操作人员在对机械设备进行运行和管理的过程，要仔细观察设备的运行情况，观察设备振动的信号。通过具体的信号来判断设备的具体使用状态，并且对设备运行过程中存在的故障进行及时的诊断。从当前的行业发展情况来看，振动检测诊断技术能够及时对煤矿机械设备运行过程中的故障进行诊断，而且诊断的准确率比较高。相关部门在对这一技术进行应用的过程中，不需要专门停机检测，可以直接实现设备运行过程中的检测。这一检测技术的应用效果非常的理想，和超声波和磁粉等技术结合在一起对机械表面的故障进行检测，可以有效的提高检测效果。

三、煤矿掘进机电控系统的应用策略

3.1定期更换设备中的特殊零部件

机电设备是由诸多零部件共同构成的，部分零部件在运行过程中很容易被磨损，若磨损情况较为严重就可能会导致设备出现故障。为了降低机电设备的故障率，技术人员需要及时更换设备中容易磨损的零部件。在更换零部件时，技术人员需要科学选择零部件，确保是同一厂家生产的零件，避免机电设备出现不兼容的情况。例如，液压支架上的密封圈在运行过程中就很容易被磨损，需定期更换。密封圈属于橡胶制品，在高温与油等因素的影响下很容易出现磨损、损坏等情况。一旦密封圈损坏，液压支架就会出现漏油等情况，且会加大液压支架的工作阻力。技术人员需要定期检查密封圈的状态，若密封圈出现磨损就需要及时更换。

3.2做好机电设备检修、维护和保养工作

安全生产是煤矿运营的重要内容，只有机电设备处于正常状态，才能确保相关工作顺利开展。所以要对机电设备定期进行检修，及时诊断出其存在的问题。煤矿企业要特别注意，不能因一味追求生产，忽视设备的维护和保养。在煤矿生产时要做好设备检修工作，并且企业监督部门要派人对检修工作进行监督，以便相关工作人员制定高效的解决措施，采用较为先进的检修、维护和保养仪器与技术，保证机电设备处于良好运行状态。

3.3培训提升人员素质

机电人员多数属于特种作业人员，在企业招聘过程中要坚持标准，将有学历、有能力、专业技术强的人员招收进来，提升企业团队整体素质。同时要对人员进行筛选，合理配置到固定岗位，使其熟能生巧，在岗位中成长。机电设备管理除注重人员自身素质外，也要注重日常的职业技能培训。一方面，可以邀请设备厂家、同行专家进行现场实操教学培训；另一方面，也可以进行企业内部的比、学、赶、超技能竞赛、奖金激励、实操演练等；另外对电工、电焊工等特种作业人员，要按国家规定进行取证培训。通过综合提升人员素质，为机电设备管理做好人才管理保障。

结束语：

从现有煤矿开采作业中的自动化技术分析来看，要想促使煤矿行业安全稳定发展，就必须要在加强安全防护的同时，保证原煤运输和材料运输自动化同步进行，只有从此类问题角度出发，才能够真正解决煤矿掘进工作面的问题，确保自动化技术能够更好地为煤矿开采作业提供帮助，推动煤矿行业实现可持续发展。考虑到这一点，相关人员应充分重视掘进机电气控制系统的重要性，并在其不断发展和完善的过程中不断提高其可靠性，提升行业发展水平。

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