探究掘进工作面自动化技术

陈黎明

摘要随着科技的不断发展，自动化技术日益提升，煤炭工业的自动化技术也得到迅速发展，传统的生产方式已发生了跳跃式的变革。但当前我国煤矿生产在综掘工作面自动化方面仍存在不足，制约了煤炭生产的发展。本文通过分析掘进工作面自动化系统的内涵与范围，提出了提升煤矿掘进工作面自动化技术的相关措施，旨在为相关工作人员的开采工作提供借鉴与参考，以不断推动煤炭工作的平稳发展。

关键词煤矿掘进；工作面；自动化技术

在科学技术日新月异、不断发展的今天，自动化技术也得到迅猛的发展。与此同时，我国煤炭行业机械设备的质量也逐步提升，以往传统的煤炭生产技术已被新型的自动化生产所取代，煤炭生产效率与生产产量愈来愈可观，均得到大幅度的提升。但是，在煤炭生产过程中，仍在某些环节存在不足，综掘工作面的自动化技术稍显逊色，导致这一环节与煤炭生产的其他环节出现了不均衡发展，对我国煤矿行业的平稳发展造成了不利影响。从我国煤矿企业的情况来看，由于地形复杂，施工环境复杂等因素，经常会发生事故，因此，不断提升煤矿掘进工作面的自动化技术显得尤为重要。

1掘进工作面自动化系统的内涵与范围

1.1掘进工作面自动化系统的内涵

煤矿掘进在煤矿企业的煤炭生产过程中处于重要地位，它关系到煤炭生产的各个环节，与生产过程的每个方面紧密相连，是一项具纽带性的复杂工程。因此，煤矿掘进工作面自动化系统的建立不应仅仅局限于煤巷之中，将其作为一个独立体进行分析，而是应该把它视作整体性内容研究。控制对象的一个重要内容就是煤巷掘进，煤巷掘进所输出内容是以断面的要求为依据而形成的原煤和煤巷，而输入的内容则是以煤壁为目标，同时伴有相应信号的存在。这些信号可分为几类：可测量不可控制、可控制不可测量，既不可控制又不可测量。同时，这些信号与运输、支护、割煤等工序相关，也与供电、排水、瓦斯检测、材料运输等安全保障相关。

1.2自动化系统涉及范围

由于我国地域广袤、地质结构复杂，煤层的形态也具有多样性，很多煤层所在地形较为复杂，厚度小到零点几米，大到几十米。在这一厚度范围的煤层中，单巷掘进是巷道中的主要掘进方式。在我国，大部分煤矿目前所采用的综合性机械主要包括单体锚杆钻机、转载机、通风除尘机、悬臂式掘进机等等。这些综合性机械设备之中，悬臂式掘进机以采煤、割煤和装煤为主要的工作任务，它是关键的机械装置。综掘工作面的自动化研究是提升煤巷掘进工作面自动化技术的核心与关键，也就是说，要增强煤巷掘进工作面的自动化技术就务必要做好综掘工作面的自动化研究，值得注意的是，这项研究应该将煤巷悬臂式掘进机作为主要研究对象。由于生产条件的种种限制，煤矿企业通常采取锚杆锚网联合支护的方式进行掘进后的支护，而没有采取液压支架的支护方式。由此一来，便会在掘进支护过程中出现支护作业间的衔接问题。

2提升煤矿掘进工作面自动化技术的措施

2.1运输自动化技术

皮带集中控制系统，是针对煤巷掘进工作面中的原煤最主要的运输方式。然而当前，伴随着科学的不断发展，科技的日趋进步，掘进支护的自动化系统已经得以实现。但从其自动化系统发展的实际情况来看，由于维护工作的任务繁重，支护材料消耗也愈来愈多，因此，运输过程中所使用胶带应进行及时的改进，通过对底带进行材料运通来实现运输的自动化。

2.2掘锚机组自动化技术

掘进与支护是进行煤巷掘进作业过程中所采用的主要工艺方式。根据煤矿企业在采掘作业中所面临的环境来看，作业环境中的地形很复杂，若要在这样环境中实现自动化，就必然要研发出掘锚联合机组的自动化技术，因为只有这一技术才可适应我国较为复杂的煤层结构，实现对掘、装、运、支等方面的自动化技术。这样一来，不但可以推动掘进割煤速度的不断提升，还能够实现对顶板与煤帮的支护工作，有效地解决了割煤与支护的衔接问题。

2.3锚杆支护自动化技术

近年来，在采煤作业中重型机械的应用越来越广泛，采煤的机械化水平逐步得到提升，瓦斯的涌出量也日益加大，同时，随着采煤工作量和产量的提升，回采巷道的断面与维护也提出了新的要求。在此情况下，就要求加强巷道断面的建设强度。通常情况下，断面多为矩形，且跨度较大，并且断面的项板和两侧基本是煤层，围岩受力情况较为复杂，且能接受的强度相对过低，因此，会在很大程度上影响巷道的稳定性，导致支护工作存在一定的难度。这样看来，推动锚杆支护的自动化具有强烈的必要性。

2.4掘进机自动化技术

在开展煤巷掘进作业过程中，最重要的关键机械就是掘进机，高质量、自动化的掘进机可以提升煤巷掘进工作的质量与效率，推动煤矿开采工作的不断发展。由此可见，掘进机自动控制技术的研发尤为重要，并适用于我国多样性的复杂的煤巷地质条件，确保实现掘进工作的自动化。搭配掘进机机载临时支护装置，可以快速实现对巷道的临时支护工作，对于具有冲击地压或煤与瓦斯突出的巷道来说，搭载掘进机机载防冲钻机或机载防突钻机，可以快速实现防冲与防突工作，大大缩短了工序间的衔接时间。此外，掘进机自动控制技术还应有赖于液压、机械、电子等其他科技的有效配合，进而逐步实现掘进机的自动控制。

2.5掘进工作面信息传输技术

在煤矿开采作业中，通常要求掘进工作面的控制系统能够在对设备实时情况、环境指标等方面实现更为精确与快速的信息传输。但是，在实际操作情况下，通常会因为恶劣生产环境以及复杂地形条件的制约，导致信息传输质量大大减弱，影响了传输的准确性。因此，PPPOE技术可以应用于掘进工作面信息传输过程中，通过实时环网的交换机，将各种各样的信息进行准确的传达，提升传输的安全性、高效性与准确性。

2.6安全保障监控技术

在煤巷掘进过程中，影响施工作业安全性的因素主要有2个：其一，施工的环境因素；其二，施工的机械因素。因此，要在对工作面进行安全监控设备监控的同时，还应该实现对施工的机械设备传感器进行安全性能的实时监控，以提升施工的安全性，减少事故的发生。

3结论

总而言之，根据上述針对煤矿掘进工作面自动化技术的分析与研究，我们可以将提升煤矿掘进工作面自动化技术的措施总结为以下3个方面内容：第一，对掘进工作面开展系统性的划分，并对工作面的自动化范围进行科学的确定；第二，对掘进煤巷进行整体性的分析，确定各种控制参数；第三，对掘进煤巷的系统模型进行确定，深入研究技术的解决。endprint