引言
微電子技術(shù)水平、計算機技術(shù)水平在科技大發(fā)展的背景下不斷進步,同時自動化技術(shù)也在同步提高。不論是人工智能的出現(xiàn),還是自動化技術(shù)的提高,對于我國的經(jīng)濟社會發(fā)展來說都是一個良好的新開端。我國煤炭的掘進開采在過去的多年里,由于開采環(huán)境惡劣,不時總會發(fā)生一些意外安全事故,危害工作人員的安全。而我國的露天煤礦資源十分豐富,具有極高的開采價值。自動化技術(shù)的發(fā)展有利于減少我國煤炭開采中意外安全事故的發(fā)生,促進我國煤炭開采行業(yè)的發(fā)展。
1我國煤礦發(fā)展現(xiàn)狀
煤炭作為一種常見的能源,是人們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｓ媚茉?也是我國一種重要的能源之一。煤炭資源的開采是我國一項重要的產(chǎn)業(yè),在我國經(jīng)濟貢獻中占有重要比重。隨著科技的發(fā)展,科學技術(shù)也得到不斷更新,越來越多的技術(shù)被應用于煤炭開采中,比如電子通信技術(shù),這是大家都知道的一種技術(shù),這些技術(shù)的運用讓煤炭生產(chǎn)變得更加高效,為煤炭生產(chǎn)帶來了極大的便利,推動了煤炭行業(yè)的發(fā)展,讓煤炭行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展道路上越走越好。我國的一些產(chǎn)煤大省,如山西、內(nèi)蒙古等,這些省份的采煤量是非常大的,在國內(nèi)煤炭生產(chǎn)中占很重要的一部分,煤礦質(zhì)量在世界上也有一定的地位。在煤炭開采中,自動化技術(shù)的應用使開采效率得到很大的提高,使我國煤炭生產(chǎn)水平接近世界水平。
雖然我國煤炭生產(chǎn)在一定程度上取得了不錯的成績,但是回歸到現(xiàn)實中,我國煤炭行業(yè)在一些方面仍舊和其他國家存在一些差距,其中煤炭掘進工作面是目前工作的最大限制因素,嚴重拖慢了煤炭發(fā)展的腳步,讓煤炭發(fā)展無法與時代發(fā)展步伐相匹配。因此自動化技術(shù)的研究成了當前煤炭發(fā)展的重點。
2煤炭掘進工作面自動化系統(tǒng)簡介
煤炭掘進技術(shù)本身是很復雜的,每個步驟的限定都不一樣,再加上煤巷在開采過程中會不斷地改變,造成煤炭掘進技術(shù)實施更加困難,對操作者的要求也會更高,每一個操作的運轉(zhuǎn)都需要工作者極其認真細心。在操作過程中,整個煤巷就是一個整體,每個位置都是相互關(guān)聯(lián)的,所以在操作時要用整體的思維來考察整個系統(tǒng),反之,在操作過程中就可能發(fā)生一些意外。雖然是機器在工作,但是如果煤巷發(fā)生坍塌則會損壞機器,而機器的修復也會花費大量的財力物力,對投資者來說也是一種損失。在煤炭掘進自動化系統(tǒng)中,煤炭煤巷是作為一個被操控的對象,在開采過程中會形成煤壁,煤壁就會作為這個系統(tǒng)中的輸入通道,在斷面被支護形成煤巷,同時也會有原煤出現(xiàn),但在操作過程中有可以操控的,也有不可控制的,有些可以測量,還有些不可以測量,各種信號交錯復雜,傳出的信號難以確定具體反映的信息。而信號的傳遞與許多因素有關(guān),如割煤、支護、運輸?shù)认嚓P(guān)工序,通風、排水、供電、地質(zhì)勘探等相關(guān)安全措施等。信號的隨時變幻會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響,每一個信號的傳出傳入都事關(guān)煤炭掘進的進度。自動化可以省去人力資源,但同時也存在著一些可知或不可知的問題。
3煤炭掘進工作面自動化技術(shù)的應用范圍
我國地形復雜,丘嶺、平原、高原、盆地等等,地質(zhì)條件比較復雜,煤炭廣布,煤炭資源豐富且具有多樣性。經(jīng)過地質(zhì)運動,煤炭位置會有變化,深淺不一,淺的非常淺,最淺有可能不足一米,最深的可以達到好幾十米的深度,在這樣的條件下如果想進行煤炭開采,一般情況下會采用單巷掘進這種方式。我國煤炭儲存受地質(zhì)的影響,煤層往往多種多樣,加上開采條件如果比較惡劣,煤層厚度在這種條件下會有一定的范圍,從不到一米至幾十米不等都有可能出現(xiàn)。煤層的深厚不同,開采難度就不同,一般情況下當然是淺層比較容易開采,深部不容易開采,但有時可能會不太容易開采淺層,這需要結(jié)合當?shù)氐牡刭|(zhì)條件來決定,有的地方可能有眾多的煤礦埋藏在地下,但是如果開采就可能影響到周圍自然環(huán)境或者居民的生活,那么這樣的情況下就不適宜開采工程的進行。
我國主要的煤炭開采還是常用單巷方式,開采煤炭需要采煤、割煤還有裝煤等一系列工作。目前,我國煤礦開采使用的機器有轉(zhuǎn)載機、通風除塵機等設備,每個機器都有不同的作用,但都屬于綜合機器,其中懸臂式掘進機在現(xiàn)代化裝備中扮演著很重要的角色,采煤、割煤等一般都會由它來完成。因此,煤巷掘進工作的進一步發(fā)展,使自動化技術(shù)融匯到掘進作業(yè)中去,需要對掘進機進行智能化改造。此外,煤礦所處的環(huán)境具有局限性,支護的采用一般是以鋪桿錨網(wǎng)結(jié)合的支護方式,液壓支架是不能在這種環(huán)境中使用的,所以又會出現(xiàn)掘進和支護之間各種各樣的問題,在自動化研究中,這個問題有待解決。
4掘進工作面之間的聯(lián)系
在自動化領(lǐng)域的探究中可以發(fā)現(xiàn),掘進技術(shù)與支護操作之間的自動化、平行化是掘進過程中的重要處理問題,這兩者關(guān)系的平衡是保證系統(tǒng)能夠正常且高效運行的關(guān)鍵,而物料運輸和原煤的持續(xù)化應用等是掘進作業(yè)自動化進程中的另一關(guān)鍵所在,自動化控制系統(tǒng)中各個部分相互協(xié)調(diào)、相互制衡,在每個工藝過程中都可以相互協(xié)作,使自動化系統(tǒng)能夠高效運行。在性能運轉(zhuǎn)的過程中,它們之間可以相互推動,各個部分的相互配合最終可以讓自動化系統(tǒng)實現(xiàn)高效穩(wěn)定的運行,但不能僅限于此,工作面自動控制系統(tǒng)的技藝需要不斷地改革,與此同時,每個方面的技術(shù)是相通的,可以把它們?nèi)诤显谝黄?讓自動化技術(shù)整體得到全面改進。
5機電自動化掘進技術(shù)的質(zhì)量監(jiān)控
在大多數(shù)情況下,煤炭的掘進會受到地質(zhì)因素的影響,地質(zhì)結(jié)構(gòu)不利于開采的話就會為煤炭開采帶來很大的挑戰(zhàn),工作效率也會有所下降,此時可以使用擱錨機組自動化技術(shù),推進掘進工作的進一步進展,割煤的效率也會有所提高,當然還可以當作支護,保證工作人員的安全。另外,掘進機在煤炭開采中是重要的設備,占據(jù)核心地位,不同的地質(zhì)條件需要不同的掘進機,所以研制可以在不同地質(zhì)條件下運行的掘進機是一個重要課題,而機器的自動定位、自動糾正偏位移位可以在各種技術(shù)的調(diào)控下實現(xiàn)準確控制,能夠使工作生產(chǎn)穩(wěn)定運行。
當然掘進信息的傳出對設備的操控也有著重要影響,在環(huán)網(wǎng)交換機的作用下,可以把信息準確、實時傳出。煤巷中運輸技術(shù)的自動化也可以讓運輸更加方便,運輸膠帶的運用可以使運輸支護材料更加方便。同時,煤巷也需要有完善的監(jiān)控系統(tǒng),實時對煤巷環(huán)境進行監(jiān)控,了解煤巷的具體情況,有利于掘進工作的進行。工作人員可以依據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)反映出來的煤巷情況做出合理的判斷,如果有危險可以及時中斷,減少不必要的損害。
6結(jié)語
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,掘進技術(shù)也在不斷得到提高,自動化技術(shù)的應用可以為煤炭開采工作的開展帶來便利,同時,機電掘進技術(shù)要不斷改進,使其更加科學,實用性更加廣泛。我國的煤炭開采技術(shù)在不斷發(fā)展,煤炭開采中受地質(zhì)因素影響較大,掘進自動化技術(shù)需要能夠適應多種環(huán)境,我們要緊隨自動化發(fā)展腳步,使自動化技術(shù)在煤礦開采工作中發(fā)揮更大、更廣泛的作用。
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