馮廣奎

中煤第五建設(shè)有限公司第三工程處 江蘇 徐州 221140

引言

自從在煤礦生產(chǎn)的過程中引進(jìn)了機(jī)電集成技術(shù)，煤礦公司在安全、高效生產(chǎn)的框架內(nèi)形成了一個(gè)依托科學(xué)和技術(shù)的高速發(fā)展階段。舊有的傳統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備已經(jīng)基本上淘汰升級(jí)，完全符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，并成功地完成了機(jī)電的高度集成。煤礦企業(yè)現(xiàn)代化道路.將計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)完整的集成融入到機(jī)械設(shè)備里面，加促了中國(guó)礦業(yè)技術(shù)的跨越式發(fā)展，已成為煤礦機(jī)電產(chǎn)品現(xiàn)代化的重要手段。

1 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)

伴隨著信息技術(shù)以及工業(yè)機(jī)械設(shè)備的不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)的采礦機(jī)械設(shè)備集機(jī)械、電子、自動(dòng)控制技術(shù)于一體。它是煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)最為可靠的機(jī)械設(shè)備，是多種設(shè)備性能的綜合體。它是生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的最為現(xiàn)實(shí)的展現(xiàn)，一體化設(shè)備的應(yīng)用不僅提高了煤礦企業(yè)對(duì)于電力供應(yīng)、通風(fēng)排水和改善煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率以及煤炭開采質(zhì)量。這些機(jī)械設(shè)備的強(qiáng)度和使用性能也直接影響著煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)樵O(shè)備應(yīng)用可以不斷提高煤礦開采質(zhì)量和生產(chǎn)效率，成為評(píng)價(jià)煤礦機(jī)械技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要判定指標(biāo)。伴隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦機(jī)電產(chǎn)品的應(yīng)用屬性不斷得到完善，具有安全、便捷、高效的優(yōu)點(diǎn)，安裝操作以及后期的保修維護(hù)都變得更加智能、更為方便。

目前，在煤礦機(jī)械設(shè)備中廣泛、大量的使用微機(jī)和微處理器的電子控制設(shè)備，現(xiàn)代煤礦機(jī)械的電子控制系統(tǒng)是一體化設(shè)備的重要組成部分。這套控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行故障的自動(dòng)診斷，煤礦企業(yè)需要更好的應(yīng)用電氣設(shè)備以及電子控制系統(tǒng)的功能，這是對(duì)不斷改進(jìn)電氣控制，以及實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械的固有功能的必須前提。同事，相關(guān)設(shè)備的操作人員以及設(shè)備維修保養(yǎng)的工作人員丟需要充分的清楚、了解設(shè)備的全部情況，隨著煤礦機(jī)械設(shè)備的日益普及，復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備使得后期的維修和使用都將面臨巨大的困難。因此，煤礦企業(yè)的工作人員，必須要提升綜合技術(shù)能力和管理水平。

2 掘錨一體自動(dòng)化快速掘進(jìn)技術(shù)

自動(dòng)快速掘進(jìn)的第一步是自動(dòng)截割。通過系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的運(yùn)算程序，可以得到截割的3D坐標(biāo)，并且建立起清楚的計(jì)算模型，利用傳感器設(shè)備對(duì)截割的位置進(jìn)行檢測(cè)，得到了實(shí)時(shí)的處理結(jié)果。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)截割頭進(jìn)行識(shí)別，對(duì)其軌跡進(jìn)行仿真分析，得出截割工作的具體導(dǎo)航方向，在獲得軌跡后，對(duì)具體部件進(jìn)行比較，利用控制技術(shù)對(duì)軌道進(jìn)行調(diào)整，使煤炭工業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的斷面控制。采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，通過可視化遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)可視化遠(yuǎn)程控制和管理，是保證掘進(jìn)施工快速進(jìn)行的必要手段。機(jī)械控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)通信技術(shù)是遠(yuǎn)程控制機(jī)械設(shè)備的核心技術(shù)之一，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行是通過隧道監(jiān)控方法控制的，采集到的圖像信息以數(shù)字形式傳輸，使得控制中心可以指導(dǎo)設(shè)備的運(yùn)行指令，可視化最主要的工作環(huán)節(jié)，減少安全事故的發(fā)生。

在掘錨的機(jī)械設(shè)備使用過程中，應(yīng)用機(jī)電一體化的技術(shù)，采用了濕式的除塵方案。這種除塵方法的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)氣流發(fā)生器和集塵器推動(dòng)空氣附在風(fēng)篩上形成風(fēng)墻。由風(fēng)能驅(qū)動(dòng)集塵器吸進(jìn)粉塵同時(shí)釋放出過濾粉塵后的空氣。采用自動(dòng)化輸送技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)的控制。該設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)以連接到地面的控制機(jī)房。通過控制相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，將井下的煙霧、溫度等信息接收到控制器中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作面設(shè)備的管理和控制，同時(shí)，為了避免設(shè)備傳輸信息的影響，必須對(duì)輸送帶和自動(dòng)變速器進(jìn)行合理的控制。為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的集成化技術(shù)，需要在隧道工程自動(dòng)化過程中注意粉塵等環(huán)境因素的影響，將生產(chǎn)系統(tǒng)與安全系統(tǒng)相結(jié)合，完成有效輸送的工作。

3 快速掘進(jìn)技術(shù)研究實(shí)效分析

隨著煤礦企業(yè)對(duì)地下的礦產(chǎn)開采的不斷深入，某礦區(qū)頂板巖性由于過度開采發(fā)生了性質(zhì)的變化，同時(shí)礦井的煤層越來越弱，越來越易受沖擊破壞，使煤礦開挖難以繼續(xù)進(jìn)行。井下的地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，導(dǎo)致巷道的邊坡變大，最為主要的是這個(gè)礦區(qū)缺乏先進(jìn)的挖掘機(jī)械設(shè)備，傳統(tǒng)的老舊設(shè)備沒有很強(qiáng)的破碎能力，當(dāng)巖石硬度系數(shù)比較大時(shí)，就很難進(jìn)行切割，設(shè)備運(yùn)行的速度會(huì)并大大降低，甚至?xí)斐蓹C(jī)械設(shè)備的損壞。上述問題給該礦區(qū)的開采工作帶來了非常嚴(yán)重的影響。

在解決礦區(qū)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在這種特殊的地質(zhì)環(huán)境下產(chǎn)生的問題上，可以通過掘錨一體化的機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)煤礦開挖與支護(hù)的分別進(jìn)行。支護(hù)與開挖的結(jié)合很好的解決了該礦區(qū)所遇到的問題。該機(jī)械設(shè)備它可以同時(shí)進(jìn)行切割、裝載和完成巷道的支撐工作，顯著地提高了施工操作人員的操作水平。這是一種普遍應(yīng)用的采礦技術(shù)，它對(duì)煤體損傷小，能夠及時(shí)的完成巷道的支護(hù)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新的技術(shù)手段不僅提高了煤礦企業(yè)的工作效率，也大大增加了生產(chǎn)的安全性。

除了上述礦區(qū)外，還有一個(gè)煤礦企業(yè)采用了掘錨的機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行井下采煤的自動(dòng)化生產(chǎn)，大大的減少了井下采煤工人數(shù)量，同事顯著提高了煤炭采掘的效率，節(jié)約了百萬元的勞動(dòng)成本，同時(shí)由于采掘效率的提高，該煤礦獲得了千萬元的直接經(jīng)濟(jì)效益。通過使用掘錨機(jī)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)和快速的煤炭掘進(jìn)后，不僅在機(jī)械設(shè)備上而且在采掘的技術(shù)上都有了非常顯著的改變。

目前礦用挖掘機(jī)與錨機(jī)集成，自動(dòng)化程度高。它將機(jī)器、電源、電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等集成到機(jī)械設(shè)備中中，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，全面提高了電氣設(shè)備安裝和使用的穩(wěn)定性和可靠性，部件配置也變得更加方便。數(shù)字化開采機(jī)械設(shè)備在煤炭企業(yè)的使用已成為煤炭工業(yè)機(jī)械一體化的主要發(fā)展方向，原則上可以用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品替代進(jìn)口產(chǎn)品。因?yàn)槟壳暗膰?guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)擁有了獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，設(shè)備操作簡(jiǎn)單容易，質(zhì)量可靠，且技術(shù)比較先進(jìn)。

結(jié)語：

與傳統(tǒng)工藝相比，掘錨一體的機(jī)械設(shè)備的使用減少了工人數(shù)量和不必要的人力成本，提高了煤礦企業(yè)的經(jīng)理利潤(rùn)。這就是掘錨一體設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用得到推廣和普及的主要原因。