智能控制系统在煤矿掘进生产中的应用

金长青

摘 要：本文对智能控制系统在煤矿掘进生产中的应用进行了简要探讨。通过分析煤矿掘进生产作业的现状，指出传统掘进作业中存在的安全风险及效率问题，并提出应以智能控制系统作为解决这些问题的有效方法。文章概述了智能控制系统的核心技术与运作原理，重点研究了其在煤矿掘进作业中的应用，指出应用该系统可以提高矿山作业的安全性与生产效率、提升煤矿掘进作业的自动化水平、有效减少事故率和保护矿区周边自然生态环境，从而可以进一步促进煤矿企业市场竞争力的增强。

关键词：智能控制系统；煤矿掘进生产；生产安全性；生产效率；保护环境

随着科技的发展和社会的进步，智能控制系统在各个领域都得到了广泛的应用。煤矿作为我国能源领域中的重要支撑力量，掘进生产作业的安全性和高效性一直都是矿山领导和相关部门关注的重点。因此，研究探讨智能控制系统在煤矿掘进生产中的应用，对于保障矿山的安全高效运行和实现可持续发展，具有重要的意义。

一、智能控制系统概述

智能控制系统是一种集成了计算机、传感器和执行器等多种技术手段的自动控制系统，它能够根据外部环境的变化和内部状态的反馈实现自主决策和动作执行。在煤矿掘进生产中，智能控制系统的应用已经成为提高生产效率、保障工人安全和保护环境的重要手段。

第一，智能控制系统在煤矿掘进生产中的应用，可以实现对设备和机械的智能监测和控制，通过安装各类传感器和数据采集设备，智能控制系统能够实时监测煤矿掘进设备的工作状态和运行参数，及时发现设备的异常情况并采取相应的控制措施，进而为设备安全运行提供有力保障。

第二，智能控制系统还能够实现对生产过程的高效管理和调控，通过对煤矿掘进生产过程中各个环节的数据进行实时采集和分析，智能控制系统能够实现对生产过程的精细化管理和优化调度，在提高生产效率和降低能耗成本等方面发挥了重要作用。

第三，智能控制系统还可以为煤矿管理提供智能安全监控和预警功能，通过与视频监控、火灾报警等设备的联网，智能控制系统能够全方位监测煤矿掘进现场的安全状况，及时发现安全隐患并做出预警，因而可以有效防范煤矿安全事故的发生。

第四，智能控制系统还可以实现对环境的智能保护和治理，通过对煤矿掘进生产过程中产生的各类废气、废水等进行监测和控制，智能控制系统能够实现对环境污染的有效监督与治理，有效防止了矿区周边生态环境的进一步被破坏和恶化。

由此可知，智能控制系统在煤矿掘进生产中的应用，能够有效提高矿山的生产效率、保障矿工的掘进作业安全，防止矿区周边环境被进一步破坏，是推动煤矿掘进生产方式转型升级的重要技术手段。今后，随着智能控制技术的不断发展和完善，其在煤矿掘进生产中的应用前景将会更加广阔。

二、在煤矿掘进生产中应用智能控制系统的理由

掘进作业是煤矿生产活动中一个至关重要的环节，作业效率和作业安全性对着整个矿井的生产运营都能产生巨大影响。近年来，随着计算机领域科学技术的飞速发展和普及，将智能控制系统应用于煤矿掘进生产中，受到了业内的广泛关注，成为一个热门话题。这是因为，在煤矿传统的掘进生产作业中，一直存在着一些影响生产效率和生产安全的问题，应用智能控制系统后，这些问题可以得到较好地解决。

我们知道，煤矿生产传统的掘进方式存在诸多弊端，例如生产效率低、安全隐患多、人力资源成本高等，由于传统掘进方式的局限性，矿井生产效率不仅难以有大幅提升，甚至还在一定程度上成为了制约整个煤矿生产的瓶颈，而将智能控制系统应用于煤矿掘进生产作业中，则为掘进生产创新发展创造了有利条件，比如，通过引入智能控制系统，煤矿掘进设备能够实现自动化操作，从而大大提高掘进效率，减少人为操作对矿工的伤害风险，降低人力成本，提高生产安全性，同时，智能控制系统还可以实现对掘进过程的实时监控和数据分析，对于降低生产事故风险、提高生产质量都具有积极的促进作用。

据有关方面的调查研究显示，国内外一些将智能控制系统应用于煤矿掘进生产中的矿井，都取得了令人满意的业绩，在提高矿井生产效率、降低掘进生产作业成本的同时，也为矿山的可持续发展、资源的有效利用和保护利用好矿区周边自然生态环境，提供了新的思路和方法。

三、智能控制系统在煤矿掘进生产中应用示列

自“入关”后，我国煤炭企业正在面临着日益激烈的国际市场竞争，与此同时，国内生产企业对煤炭资源的需求也在不断增加，这种情况下，传统掘进作业方式生产效率低、工艺落后、安全性能差的弊端已经无法满足矿山企业的现代化发展需求，因此，应用智能控制系统已成必然之势。

示列一：智能控制系统在煤矿掘进设备中的应用。

掘进机必须具备足够的驱动力才能够有效开展掘进作业，因此，掘进机的能耗是巨大的，并且，煤矿井下生产作业地质环境非常复杂，施工现场条件恶劣，不同掘进区域的地质状况也各不相同，比如，不同的岩层、断面层以及煤层等地质条件就有着很大的差别，传统作业中采用同样的掘进方式，不仅效率低，而且还会对煤层和设备等产生破坏作用，引入智能控制系统后，可以利用变频技术对掘进设备的电流进行调节，比如在进行切割的过程中，通过进行变频控制，可以根据切割机根据位置来分配电流、完成切割，既可以保持切割机处于稳定作业的状态，也不会对周围环境造成破坏，从而让掘进设备的工作方式变得更加合理。

示列二：智能控制系统在煤矿掘进通风设备中的应用。

通过通风系统，可以将新鲜空气输入矿井下、在增加氧气浓度的同时，稀释并排除有毒、有害气体和粉尘，从而满足井下掘进作业人员对氧气的需要。传统的通风机同掘进机一样，能耗十分巨大，而且随着掘进作业面的不断向下延伸，对通风性能的要求也越来越强，对于这种情况，矿井通常会通过增加通风机的数量来满足通风需要，但是如果应用智能控制系统，就可以结合生产作业环境情况对通风机的运行状态进行有效调节，而无需增加通风机的数量，不仅可以大大降低能耗，还可以有效改善井下的空气质量。

示列三：智能控制系统在煤矿掘进设备远程遥控中的应用。

利用智能控制系统可以实现对掘进设备的远程遥控指挥，比如，自主决策、智能控制的悬臂式掘进机自动控制系统，具备位姿测量、位姿补偿、多参数感知、状态监测与故障报警、远程遥控干预等多项功能，使煤矿井下掘进作业更加精准、高效和更加安全可控。

四、结语

相较于传统掘进方式，应用智能控制系统进行掘进生产，为煤矿生产建设和经济发展带来了很多优势。比如，提高了煤矿的生产效率，实现了快速、高效的生产，为支持矿山发展创造了更高的经济效益；降低了矿工的生产作业强度，矿工们不用再承受高强度的体力劳动，促进了矿工的身心健康；保障了生产安全，利用智能监控系统可以及时发现潜在的安全隐患，因而，有效避免事故的发生；保护了自然生态环境，由于将智能控制系统应用于掘进生产，能够有效减少生产作业过程中废水和废气的排放量，能有效降低对地质环境的污染和破坏，因而为保护矿区周边环境做出了积极地贡献，为矿山实现绿色开采创造了有利条件，奠定了技术基础。

总之，将智能控制系统应用于掘进生产，在提高矿山生产效率、降低运营成本、保障作业安全、保护自然环境等方面都发挥了积极地作用，大大提高了我国煤矿企业在国际市场上的竞争力和可持续发展能力，是新时代煤矿企业实现高质量发展做出的必然选择。

参考文献：

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[2] 李合菊，魏燕，魏珑.煤矿掘进机远程智能控制技术研究[J].煤矿机械，2021

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