煤礦巖巷快速掘進的自動化技術研究與應用

文/劉貴心

科學技術不斷地發展，在煤礦巖巷掘進方面，應用自動化技術也更加廣泛，有效運用自動化技術，既能夠將煤炭行業自動化水平有效地提升，又能夠使煤炭事業發展很大程度地促進，在煤礦巖巷快速掘進工作中運用機電自動化技術，也是人們進行廣泛探討的重要課題，所以，分析和研究煤礦巖巷快速掘進應用自動化技術非常有必要。

1 煤礦巖巷快速掘進工作自動化系統

對煤礦巖巷快速掘進工作自動化系統進行分析和研究的過程中，應該將煤礦巖巷看作是控制對象和一個整體，并且設置煤壁為輸入，設置原煤和煤巷為輸出，分析和研究的過程中，很多信號會出現，例如，有些信號不能控制也不能測量、還有些信號不能控制但能測量、還有些信號既能控制又能測量等，這些信號產生的原因，與排水和運輸材料以及勘探地質等很多工序有直接的關系。

2 煤礦巖巷快速掘進工作自動化系統范圍

我國煤層既復雜又多樣，并且煤層厚度也容易發生變化，變化范圍在幾厘米至幾十米之間，所以，煤礦巖巷中通常運用單巷掘進方式，快速掘進煤礦巖巷的過程中，煤礦綜合機械化掘進設備包括可伸縮帶式輸送機、轉載機、單體錨桿鉆機和懸壁式掘進機，懸壁式掘進機是最重要的機械設備，其無論在掘進工作面的采煤和割煤上，還是裝煤等相關工作中，都能夠應用，所以，煤礦巖巷快速掘進工作開展中，可以將懸臂式掘進機作為自動化重要機械設備，從而使掘進工作面適用性得以有效地增加。此外，環境對于煤礦巖巷掘進工作也有很大的影響，煤礦巖巷快速掘進工作完成以后，應該有效運用錨網和錨桿聯合支護方式，若利用液壓支護方式，支護作業與掘進不配套現象便會出現，分析和研究煤礦巖巷快速掘進的工作系統，可以分為相關的控制系統，將煤礦巖巷快速掘進工作面自化系統范圍確定，見圖1所示。

3 煤礦巖巷快速掘進的自動化技術應用

分析和研究煤礦巖巷快速掘進工作面自化系統范圍。既能夠了解材料運輸和原煤的連續化，又能夠發現煤礦巖巷快速掘進工作面系統中安全保障系統等相關環節，所以，必須要實現煤礦巖巷快速掘進工作面的自動控制系統，致使各個環節無論在結構和功能上，還是工藝上，都能夠互相促進和互相配合，致使煤礦巖巷快速掘進工作面整個系統平穩高效的運行得以有效地促進。

若想將煤礦巖巷快速掘進工作面自動化控制有效地實現，必須應用一些機電自動化技術將相關的問題解決。

3.1 掘錨機組自動化技術

煤礦巖巷快速掘進工作的地質條件很復雜，環境也比較惡劣，所以，對于煤礦巖巷快速掘進工作很容易產生負面的影響。這種情況下，為了將支護和掘進兩個工藝能夠順利地進行，煤礦巖巷快速掘進工作面的自動化得以實現，應該有效運用掘錨機組的自化化技術，既能夠將掘進割煤速度有效地提升，又能夠支護煤幫和頂板。

3.2 錨桿支護自動化技術

由于重型機械設備和瓦期涌出量以及工作面產量，對煤礦巖巷快速掘進都有影響，所以，維護煤礦巖巷道必須要加強，巷道的斷面應該加大，但是巷道斷面太大，對巷道穩定性會有影響，為了將以上問題有效地解決，應該運用以下2種措施：

（1）掘進機構與錨桿鉆臂自動控制有機地結合，既能夠使錨桿鉆臂臨時快速自動化有效地實現，又能夠將永久支護自動化實現；

（2）分析和研究大斷面煤礦巖巷的原理應該加強加大，從而使錨桿支護自動化得以有效地實現。

3.3 掘進機自動化技術

控制掘進機自動主要有自動糾偏和自主定位以及自動截割三種，為了使煤礦巖巷快速掘進工作面的穩定生產能夠得以有效地保證，可以有效運用液壓和電子等相關技術，致使煤礦巖巷快速掘進工作面的自動化得以實現。

3.4 運輸自動化技術

從當前來看，我國煤礦巖巷快速掘進工作面，運輸原煤的過程中，一般利用皮帶集中對系統進行控制，將來若想將運輸原煤自動化水平提升，運輸膠帶應該改造，從而使消耗支護材料減少。

3.5 傳輸掘進工作面信息技術

由于煤礦環境比較惡劣，煤礦巖巷掘進工作面的自動控制，傳輸高效和精準以及實時信息的功能都應該具備，所以，煤礦巖巷快速掘進工作面機電自動化系統，若想將傳遞信息有效地實現，應該將網關合理地選擇，再運用實時環網交換機和其他的設備，將所要傳遞信息與以太環網接入，從而將煤礦巖巷掘進面各種信息有效地傳輸。

圖1：煤礦巖巷快速掘進工作面自化系統范圍

3.6 安全保障系統監控技術

在煤礦企業中，安全保障工作至關重要，若想將煤礦巖巷快速掘進的安全保障工作做好，應該將機械設備和環境因素作為出發點，既要有效運用機械設備監控煤礦巖巷掘進工作面，又要加強監控煤塵和粉塵以及瓦斯等環境因素。

4 總結

綜上所述，在煤礦巖巷快速掘進工作面中，應用機電自動化技術至關重要，隨著我國科學技術和煤礦工業的不斷發展，機電自化技術也會不斷地提高，從當前來看，在煤礦巖巷掘進工作面上應用機電自動化技術，還需要繼續進行研究和探索，從而使煤礦事業健康可持續地發展。