悬臂式巷道掘进机智能控制展望

王彦锋

（平煤集团建井一处机修厂,河南 平顶山 467000）

有关的研究中指出：对于矿产资源丰富的国家而言，矿山机械的现代化水平在很大程度上反应了整个国家的工业化水平。在国外，电牵引采煤机凭借其优良的性能参数，较高的自动化程度，以及完善的检测保护功能而被广泛应用于矿山开采的实践活动当中。经过不断的努力，当前国内矿山机械开采技术的发展已经开始逐步缩小与西方国家的差距。为了能够更好的应对在煤矿开采方面存在的挑战，需要工作人员将相关机械设备的智能控制作为最关键性的发展方向之一，采取各种措施与方法，促进掘进机械的智能化发展。

1 悬臂式巷道掘进机智能控制发展成果分析

当前技术条件支持下，世界范围内各个国家与地区使用掘进机进行掘进的巷道占巷道总长的比例不断提升，基本达到了40～50%。特别是在对软岩巷道的掘进过程中，悬臂式掘进机的应用是非常广泛的。同时，中等硬度的半煤岩巷道掘进工作中应用悬臂式掘进机也有比较好的技术以及经济效果。在近年来的发展中，悬臂式巷道掘进机的智能控制技术取得了相当显著的进步，主要取得了以下几个方面的发展成果：

1.1 切割功率能力逐步提升

在当前技术条件支持下，最大的悬臂式巷道掘进机自身重量达到160t以上，正常运行状态下的切割功率达到430kW以上，定位切割断面面积近30m .在我国，悬臂式巷道掘进机智能控制的发展也非常显著，随着EBZ-260A、EBZ-260D等重型巷道掘进机的开发与应用，国产巷道掘进机已经可支持对80MPa单位以上抗压强度岩体结构的切割作业。同时，在自主研发巷道掘进机方面，制造技术全面发展，原材料以及零部件的加工获得了更加优越的国际协作条件，对保障并提高主机质量水平起到了非常重要的作用。

1.2 PLC电控系统广泛应用

随着PLC可编程控制器下电控系统在悬臂式巷道掘进机中的应用不断发展与推广，巷道掘进机控制技术及其可靠性均呈现出了相当显著的提升趋势。由于PLC技术支持下，悬臂式巷道掘进机的体积明显减小，运行功耗有所降低，可靠性水平持续提升，故而其运行性能更加理想。除此以外，悬臂式巷道掘进机对各种恶劣环境条件的适应性也得到了明显的改善，即便是在高温，振动强烈，以及冲击强烈的环境下，悬臂式巷道掘进机也能够满足持续，不间断运行的要求。同时，PLC技术支持下整个系统的编程难度较低，维护方便，有进一步应用的价值。

1.3 配套设备多样化发展

为了能够使悬臂式巷道掘进机的综合运行效能得到充分的发挥，各个国家与地区都将综合采掘作业线配套设备的研究工作摆在了非常关键的位置上。为了合理缩短巷道掘进工作面的支护时间，在中等稳定顶板条件下，成功研制了一种全新的悬臂式半煤岩巷掘进机，此类掘进机设备的可切割的煤岩单向抗压强度在小于110MPa范围内都可使用，既适用于煤及半煤岩巷的掘进，又适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进，有非常好的推广性。

2 悬臂式巷道掘进机智能控制发展方向分析

2.1 断面成型控制技术

在巷道掘进过程当中，对截割断面的成形控制有助于获得更加规整的断面形状，满足精确的断面要求，对于减少无用掘进以及填充工作量而言有重要价值，是提高巷道掘进机综合运行性能的重要手段之一。当前，国外已经成功研制出了一种能够对断面成型进行精确控制的掘进机设备，通过对激光导向技术的应用，将激光发生器悬挂在掘进机后面巷道顶部，使激光束分裂形成两个垂直工作面，由激光接收器在激光束面上捕捉激射光，同时将信号传输至计算机终端进行处理，远程操作下对掘进机标准位置下所对应的平行偏差以及推进方向下的角度偏差进行合理控制。以此为基础，还可以通过引入三维比例显示器的方式，配套光电传感器以及逻辑线路，对巷道掘进中切割头的运行动作进行实时控制，从而达到对断面成型情况进行控制的目的。

2.2 记忆截割控制基础

从悬臂式巷道掘进机智能控制的角度上来说，典型的记忆截割技术是指在操作规程的要求下，由掘进机操作人员先进行断面截割的循环作业，然后在程序控制下，使掘进机能够按照预先设置的操作轨迹进行断面截割作业。为了能够使这一过程中的截割质量得到更加有效的控制，实现对截割轨迹的可视化处理（兼顾对截割轨迹的模拟在再现），可尝试在智能控制系统中引入PLC技术以及建立在组态软件基础之上的触摸屏控制技术，通过对断面截割轨迹的记忆与再现，促进工作面掘进效率的提升，同时达到控制巷道掘进成本的目的。

3 结束语

对于软岩巷道而言，由于其工作面比较特殊，故而对于掘进设备及其工作性能所提出的要求更加的严格。为此，悬臂式巷道掘进机的智能控制发展必须引起各方人员的高度关注与重视。本文即尝试总结近年来国内外悬臂式巷道掘进机智能控制的发展成果，并就其未来的发展方向进行了概括，希望相关研究能够引起各方人员的高度关注与重视。

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