懸臂式巷道掘進機智能控制展望

王彥鋒

（平煤集團建井一處機修廠,河南 平頂山 467000）

有關的研究中指出：對于礦產資源豐富的國家而言，礦山機械的現代化水平在很大程度上反應了整個國家的工業化水平。在國外，電牽引采煤機憑借其優良的性能參數，較高的自動化程度，以及完善的檢測保護功能而被廣泛應用于礦山開采的實踐活動當中。經過不斷的努力，當前國內礦山機械開采技術的發展已經開始逐步縮小與西方國家的差距。為了能夠更好的應對在煤礦開采方面存在的挑戰，需要工作人員將相關機械設備的智能控制作為最關鍵性的發展方向之一，采取各種措施與方法，促進掘進機械的智能化發展。

1 懸臂式巷道掘進機智能控制發展成果分析

當前技術條件支持下，世界范圍內各個國家與地區使用掘進機進行掘進的巷道占巷道總長的比例不斷提升，基本達到了40～50%。特別是在對軟巖巷道的掘進過程中，懸臂式掘進機的應用是非常廣泛的。同時，中等硬度的半煤巖巷道掘進工作中應用懸臂式掘進機也有比較好的技術以及經濟效果。在近年來的發展中，懸臂式巷道掘進機的智能控制技術取得了相當顯著的進步，主要取得了以下幾個方面的發展成果：

1.1 切割功率能力逐步提升

在當前技術條件支持下，最大的懸臂式巷道掘進機自身重量達到160t以上，正常運行狀態下的切割功率達到430kW以上，定位切割斷面面積近30m .在我國，懸臂式巷道掘進機智能控制的發展也非常顯著，隨著EBZ-260A、EBZ-260D等重型巷道掘進機的開發與應用，國產巷道掘進機已經可支持對80MPa單位以上抗壓強度巖體結構的切割作業。同時，在自主研發巷道掘進機方面，制造技術全面發展，原材料以及零部件的加工獲得了更加優越的國際協作條件，對保障并提高主機質量水平起到了非常重要的作用。

1.2 PLC電控系統廣泛應用

隨著PLC可編程控制器下電控系統在懸臂式巷道掘進機中的應用不斷發展與推廣，巷道掘進機控制技術及其可靠性均呈現出了相當顯著的提升趨勢。由于PLC技術支持下，懸臂式巷道掘進機的體積明顯減小，運行功耗有所降低，可靠性水平持續提升，故而其運行性能更加理想。除此以外，懸臂式巷道掘進機對各種惡劣環境條件的適應性也得到了明顯的改善，即便是在高溫，振動強烈，以及沖擊強烈的環境下，懸臂式巷道掘進機也能夠滿足持續，不間斷運行的要求。同時，PLC技術支持下整個系統的編程難度較低，維護方便，有進一步應用的價值。

1.3 配套設備多樣化發展

為了能夠使懸臂式巷道掘進機的綜合運行效能得到充分的發揮，各個國家與地區都將綜合采掘作業線配套設備的研究工作擺在了非常關鍵的位置上。為了合理縮短巷道掘進工作面的支護時間，在中等穩定頂板條件下，成功研制了一種全新的懸臂式半煤巖巷掘進機，此類掘進機設備的可切割的煤巖單向抗壓強度在小于110MPa范圍內都可使用，既適用于煤及半煤巖巷的掘進，又適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進，有非常好的推廣性。

2 懸臂式巷道掘進機智能控制發展方向分析

2.1 斷面成型控制技術

在巷道掘進過程當中，對截割斷面的成形控制有助于獲得更加規整的斷面形狀，滿足精確的斷面要求，對于減少無用掘進以及填充工作量而言有重要價值，是提高巷道掘進機綜合運行性能的重要手段之一。當前，國外已經成功研制出了一種能夠對斷面成型進行精確控制的掘進機設備，通過對激光導向技術的應用，將激光發生器懸掛在掘進機后面巷道頂部，使激光束分裂形成兩個垂直工作面，由激光接收器在激光束面上捕捉激射光，同時將信號傳輸至計算機終端進行處理，遠程操作下對掘進機標準位置下所對應的平行偏差以及推進方向下的角度偏差進行合理控制。以此為基礎，還可以通過引入三維比例顯示器的方式，配套光電傳感器以及邏輯線路，對巷道掘進中切割頭的運行動作進行實時控制，從而達到對斷面成型情況進行控制的目的。

2.2 記憶截割控制基礎

從懸臂式巷道掘進機智能控制的角度上來說，典型的記憶截割技術是指在操作規程的要求下，由掘進機操作人員先進行斷面截割的循環作業，然后在程序控制下，使掘進機能夠按照預先設置的操作軌跡進行斷面截割作業。為了能夠使這一過程中的截割質量得到更加有效的控制，實現對截割軌跡的可視化處理（兼顧對截割軌跡的模擬在再現），可嘗試在智能控制系統中引入PLC技術以及建立在組態軟件基礎之上的觸摸屏控制技術，通過對斷面截割軌跡的記憶與再現，促進工作面掘進效率的提升，同時達到控制巷道掘進成本的目的。

3 結束語

對于軟巖巷道而言，由于其工作面比較特殊，故而對于掘進設備及其工作性能所提出的要求更加的嚴格。為此，懸臂式巷道掘進機的智能控制發展必須引起各方人員的高度關注與重視。本文即嘗試總結近年來國內外懸臂式巷道掘進機智能控制的發展成果，并就其未來的發展方向進行了概括，希望相關研究能夠引起各方人員的高度關注與重視。

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