对煤矿掘进工作面自动化技术的分析

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　　【摘 要】最近几年来，煤矿的挖掘开采工作一直受到国家有关部门及社会大众的广泛关注，对煤矿开采的安全性、高效性等都提出了新的要求。随着科学技术的不断进步，煤矿开采也在不断引进新技术，掘进工作面自动化技术就是其中代表之一，本文通过对其进行分析探讨，希望能够进一步推动煤矿生产水平的提高。
　　【关键词】煤矿掘进；工作面；自动化；技术分析
　　引言
　　当今世界科学技术突飞猛进，信息技术、自动化技术更是被广泛推广和应用。我国的煤炭生产也在不断引进新的技术及设备，一体化设备的引入彻底颠覆了传统的生产模式，使得综合开采的效率及质量有了显著改善，有效促进了煤炭生产水平的提高。近几年，我国的一些煤矿企业已经逐步引进了世界先进技术及设备，综合开采能力以及总产量都大幅度提高，已经达到了千万吨级的水平，居于世界前列。
　　值得一提的是，当前煤矿开采的综合掘进工作水平还未达到综合开采的相同水平，在一定程度上制约了煤矿企业的发展，还有待进一步改善。另外，我国的煤炭开采环境通常较为恶劣，一些安全事故也时有出现，这就更加要求我们对煤矿掘进工作面的相关技术做出提高。推广煤矿掘进面的自动化技术可以对煤矿开采的安全、高效、集约化起到有效地推动作用。
　　1 煤矿掘进工作面自动化技术综述
　　1.1 关于煤矿掘进自动化系统
　　煤矿的生产掘进包含的范围十分广泛，实施起来比较复杂并且存在较大的难度，因此，要想实现工作面的完全自动化，就需要将煤巷的各项元素综合起来做出分析。煤巷的输入主要是以煤壁为核心，配合一系列信号（通常这些信号的参数是无法进行调整和测量的或者是能够进行调整和测量的）。同这些信号相配合的包括支护、割煤、排水、供电等环节。输出大多是以煤矿断面的需要来实现支护原煤以及煤巷。
　　1.2 煤矿掘进自动化系统内容及模型
　　1.2.1 内容
　　我国煤矿资源丰富，贮存类型也多种多样，所以，煤层的厚度既有几十厘米的，又有几十米的，这就使得煤矿的掘进需要以单巷掘进方式进行。当前大部门煤矿企业所应用的开采设备包括掘进机、除尘机、掘进机、钻机等。其中，掘进机通常都是悬臂式的，其作为主要工作设备，其任务是完成对煤矿掘进面的开采、切割、装载。因此，要想实现煤矿掘进工作面的自动化就应当对综合挖掘悬臂式掘进机进行进一步的研究。另外，由于受到生产环境的制约，对掘进工作进行支护一般不通过液压支架，大多是以锚杆、锚网配合支护，这就要求我们对工作面的掘进和掘进后的支护之间的配合进一步改善，实现顺畅衔接。
　　1.2.2 模型
　　通过对系统及其内容的上述分析探讨，我们可以了解到，实现煤矿掘进工作面各个环节的顺畅衔接，实现整个工作的系统化、自动化，就必须保证对材料进行运输的过程以及原煤这两个关键环节工作衔接的顺畅化，进而保证整个自动化系统各个环节的工作能够顺畅、系统、自动执行完成。这就需要我们在现有的技术基础上进一步深入研究，并将相关领域的知识引入到自动化系统的开发当中，实现煤矿掘进工作面自动化系统各项功能相互配合、共同协作，进而实现系统完整、高效、安全的运转。
　　2 煤矿掘进面自动化系统的核心技术
　　通过对整个自动化系统的模型及系统各项功能的分析，可以知道，整个系统能够实现的关键是实现工作面的掘进工作以及相关支护的顺畅、自动运行，以及保证原煤与运输的自动化、顺畅化，同时还要保证良好完备的安保功能。从而使整个掘进工作面自动化系统的各项功能得以实现并顺畅运转。
　　2.1 掘锚机组工作的自动化应用
　　工作面的掘进以及周围的支护是掘进工作的关键环节，当在周围的环境相对恶劣并且地质条件十分复杂的条件下，一套掘进工作面联合机组自动化系统就能够将这些问题迎刃而解。通过将煤矿挖掘、装载、运输 以及支护这些工作环节进行联合协同作业，不仅有效提高了煤矿切割的效率，还能够保证支护的安全稳定。具体又可以从掘进机和锚杆两个方面进行分析。
　　2.1.1 掘进机
　　掘进机作为煤矿生产的主要设备，其技术水平、工作质量直接决定了煤矿生产水平的高低。实现掘进机工作的自动化就是要实现掘进机在定位、截割以及纠偏这些工作内容能够的自动化，所以需要引入液压、电子等一系列技术手段来完成对这些参数的自主调整及控制。
　　2.1.2 锚杆
　　受多方面条件的约束，对巷道断面的宽度要求不断提升。但在提升巷道断面宽度的同时，又直接关系着巷道安全性能，由于断面通常呈矩形，周围岩石的硬度也比较差，并且收到多个作用力的相互作用，这就进一步增加了支护的难度。通过上述分析我们可以知道，我们需要在进行支护时应当深入研究断面周围岩石的稳定和相关的控制原理，对围岩原理和相关控制进行应用，通过以锚杆支护作为参照标准；通过锚杆支护的一系列参数以及相关的操作技术要求可以构建一个前配套自动钻臂，同掘进机相互配合共同工作，从而更加高效地自动进行临时支护以及牢固的长久支护。保证支护的自主完成，并且具备足够的稳定性及安全性。
　　2.2 煤矿运输的自动化应用
　　目前，我国大部门煤炭企业都是通过皮带系统来进行煤炭的运输的，但是随着经济发展的不断进步以及自动化技术的推广和应用，巷道大量的相关工作以及必要的工作材料都难以依靠皮带运输来完成，所以需要对运输方式做进一步改善，通过利用地带运输相关工作材料，使得煤矿的运输也能够应用自动化。
　　2.3 工作区的安保监控
　　要想保证煤矿生产工作区域的安全就需要综合监控管理工作设备以及工作环境，我们可以设立相关的工作面监控来时刻关注地面的振动、空气中粉尘、瓦斯等参数大小的变化，然后通过传感器将这些重要参数回馈给管理人员，然后及时对工作做出控制和调整，保证生产的安全稳步进行。
　　2.4 信息的自动传输
　　由于煤矿掘金工作面的稳定安全与否直接关系着工作人员以及公司、社会的生命财产安全，这就要求工作系统能够高效、精确、及时的传输一系列的工作数据，例如设备的工作情况，环境的相关参数指标等等，以辅助控制管理人员及时做出相关控制以及调整。综合考虑我国的煤矿环境情况，我们可以利用PPPoE构建网关，再通过以太网来实现信息的及时自主传输。
　　3 总结
　　总而言之，实现煤矿掘进工作面的自动化意义重大并且势在必行，通过本研究我们可以知道，1）煤矿掘进自动化系统的构建需要综合考虑煤巷的各项因素。2）该系统的构建不仅要考虑到煤矿掘进的自动化还要配合支护的自动化。3）该系统的构建需要从机组的自动化、掘进机的自动化、锚杆支护的自动化、运输的自动化、安保监控的自动化、信息传输的自动化五方面技术综合考虑和应用，才能够真正实现煤矿掘进工作面的全面自动化。
　　参考文献：
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　　[2]赵学雷，杜向阳等.掘进机自动化技术研究及应用[J].煤矿机械，2009（12）.
　　[3]孟国营，李卫涛等.煤巷掘锚一体自动化快速掘进关键技术研究与实践[J].煤矿机械，2010（12）.
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