引言
微電子技術(shù)水平、計(jì)算機(jī)技術(shù)水平在科技大發(fā)展的背景下不斷進(jìn)步，同時(shí)自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)的提高，對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展來(lái)說(shuō)都是一個(gè)良好的新開(kāi)端。我國(guó)煤炭的掘進(jìn)開(kāi)采在過(guò)去的多年里，由于開(kāi)采環(huán)境惡劣，不時(shí)總會(huì)發(fā)生一些意外安全事故，危害工作人員的安全。而我國(guó)的露天煤礦資源十分豐富，具有極高的開(kāi)采價(jià)值。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展有利于減少我國(guó)煤炭開(kāi)采中意外安全事故的發(fā)生，促進(jìn)我國(guó)煤炭開(kāi)采行業(yè)的發(fā)展。
1我國(guó)煤礦發(fā)展現(xiàn)狀
煤炭作為一種常見(jiàn)的能源，是人們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｓ媚茉矗彩俏覈?guó)一種重要的能源之一。煤炭資源的開(kāi)采是我國(guó)一項(xiàng)重要的產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)中占有重要比重。隨著科技的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也得到不斷更新，越來(lái)越多的技術(shù)被應(yīng)用于煤炭開(kāi)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(yùn)用讓煤炭生產(chǎn)變得更加高效，為煤炭生產(chǎn)帶來(lái)了極大的便利，推動(dòng)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(guó)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(guó)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(kāi)采中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使開(kāi)采效率得到很大的提高，使我國(guó)煤炭生產(chǎn)水平接近世界水平。
雖然我國(guó)煤炭生產(chǎn)在一定程度上取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但是回歸到現(xiàn)實(shí)中，我國(guó)煤炭行業(yè)在一些方面仍舊和其他國(guó)家存在一些差距，其中煤炭掘進(jìn)工作面是目前工作的最大限制因素，嚴(yán)重拖慢了煤炭發(fā)展的腳步，讓煤炭發(fā)展無(wú)法與時(shí)代發(fā)展步伐相匹配。因此自動(dòng)化技術(shù)的研究成了當(dāng)前煤炭發(fā)展的重點(diǎn)。
2煤炭掘進(jìn)工作面自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介
煤炭掘進(jìn)技術(shù)本身是很復(fù)雜的，每個(gè)步驟的限定都不一樣，再加上煤巷在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)不斷地改變，造成煤炭掘進(jìn)技術(shù)實(shí)施更加困難，對(duì)操作者的要求也會(huì)更高，每一個(gè)操作的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要工作者極其認(rèn)真細(xì)心。在操作過(guò)程中，整個(gè)煤巷就是一個(gè)整體，每個(gè)位置都是相互關(guān)聯(lián)的，所以在操作時(shí)要用整體的思維來(lái)考察整個(gè)系統(tǒng)，反之，在操作過(guò)程中就可能發(fā)生一些意外。雖然是機(jī)器在工作，但是如果煤巷發(fā)生坍塌則會(huì)損壞機(jī)器，而機(jī)器的修復(fù)也會(huì)花費(fèi)大量的財(cái)力物力，對(duì)投資者來(lái)說(shuō)也是一種損失。在煤炭掘進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)中，煤炭煤巷是作為一個(gè)被操控的對(duì)象，在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)形成煤壁，煤壁就會(huì)作為這個(gè)系統(tǒng)中的輸入通道，在斷面被支護(hù)形成煤巷，同時(shí)也會(huì)有原煤出現(xiàn)，但在操作過(guò)程中有可以操控的，也有不可控制的，有些可以測(cè)量，還有些不可以測(cè)量，各種信號(hào)交錯(cuò)復(fù)雜，傳出的信號(hào)難以確定具體反映的信息。而信號(hào)的傳遞與許多因素有關(guān)，如割煤、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)工序，通風(fēng)、排水、供電、地質(zhì)勘探等相關(guān)安全措施等。信號(hào)的隨時(shí)變幻會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，每一個(gè)信號(hào)的傳出傳入都事關(guān)煤炭掘進(jìn)的進(jìn)度。自動(dòng)化可以省去人力資源，但同時(shí)也存在著一些可知或不可知的問(wèn)題。
3煤炭掘進(jìn)工作面自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍
我國(guó)地形復(fù)雜，丘嶺、平原、高原、盆地等等，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，煤炭廣布，煤炭資源豐富且具有多樣性。經(jīng)過(guò)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，煤炭位置會(huì)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(dá)到好幾十米的深度，在這樣的條件下如果想進(jìn)行煤炭開(kāi)采，一般情況下會(huì)采用單巷掘進(jìn)這種方式。我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)存受地質(zhì)的影響，煤層往往多種多樣，加上開(kāi)采條件如果比較惡劣，煤層厚度在這種條件下會(huì)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(kāi)采難度就不同，一般情況下當(dāng)然是淺層比較容易開(kāi)采，深部不容易開(kāi)采，但有時(shí)可能會(huì)不太容易開(kāi)采淺層，這需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件來(lái)決定，有的地方可能有眾多的煤礦埋藏在地下，但是如果開(kāi)采就可能影響到周?chē)匀画h(huán)境或者居民的生活，那么這樣的情況下就不適宜開(kāi)采工程的進(jìn)行。
我國(guó)主要的煤炭開(kāi)采還是常用單巷方式，開(kāi)采煤炭需要采煤、割煤還有裝煤等一系列工作。目前，我國(guó)煤礦開(kāi)采使用的機(jī)器有轉(zhuǎn)載機(jī)、通風(fēng)除塵機(jī)等設(shè)備，每個(gè)機(jī)器都有不同的作用，但都屬于綜合機(jī)器，其中懸臂式掘進(jìn)機(jī)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(huì)由它來(lái)完成。因此，煤巷掘進(jìn)工作的進(jìn)一步發(fā)展，使自動(dòng)化技術(shù)融匯到掘進(jìn)作業(yè)中去，需要對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行智能化改造。此外，煤礦所處的環(huán)境具有局限性，支護(hù)的采用一般是以鋪桿錨網(wǎng)結(jié)合的支護(hù)方式，液壓支架是不能在這種環(huán)境中使用的，所以又會(huì)出現(xiàn)掘進(jìn)和支護(hù)之間各種各樣的問(wèn)題，在自動(dòng)化研究中，這個(gè)問(wèn)題有待解決。
4掘進(jìn)工作面之間的聯(lián)系
在自動(dòng)化領(lǐng)域的探究中可以發(fā)現(xiàn)，掘進(jìn)技術(shù)與支護(hù)操作之間的自動(dòng)化、平行化是掘進(jìn)過(guò)程中的重要處理問(wèn)題，這兩者關(guān)系的平衡是保證系統(tǒng)能夠正常且高效運(yùn)行的關(guān)鍵，而物料運(yùn)輸和原煤的持續(xù)化應(yīng)用等是掘進(jìn)作業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中的另一關(guān)鍵所在，自動(dòng)化控制系統(tǒng)中各個(gè)部分相互協(xié)調(diào)、相互制衡，在每個(gè)工藝過(guò)程中都可以相互協(xié)作，使自動(dòng)化系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行。在性能運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，它們之間可以相互推動(dòng)，各個(gè)部分的相互配合最終可以讓自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，但不能僅限于此，工作面自動(dòng)控制系統(tǒng)的技藝需要不斷地改革，與此同時(shí)，每個(gè)方面的技術(shù)是相通的，可以把它們?nèi)诤显谝黄穑屪詣?dòng)化技術(shù)整體得到全面改進(jìn)。
5機(jī)電自動(dòng)化掘進(jìn)技術(shù)的質(zhì)量監(jiān)控
在大多數(shù)情況下，煤炭的掘進(jìn)會(huì)受到地質(zhì)因素的影響，地質(zhì)結(jié)構(gòu)不利于開(kāi)采的話(huà)就會(huì)為煤炭開(kāi)采帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)，工作效率也會(huì)有所下降，此時(shí)可以使用擱錨機(jī)組自動(dòng)化技術(shù)，推進(jìn)掘進(jìn)工作的進(jìn)一步進(jìn)展，割煤的效率也會(huì)有所提高，當(dāng)然還可以當(dāng)作支護(hù)，保證工作人員的安全。另外，掘進(jìn)機(jī)在煤炭開(kāi)采中是重要的設(shè)備，占據(jù)核心地位，不同的地質(zhì)條件需要不同的掘進(jìn)機(jī)，所以研制可以在不同地質(zhì)條件下運(yùn)行的掘進(jìn)機(jī)是一個(gè)重要課題，而機(jī)器的自動(dòng)定位、自動(dòng)糾正偏位移位可以在各種技術(shù)的調(diào)控下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，能夠使工作生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。
當(dāng)然掘進(jìn)信息的傳出對(duì)設(shè)備的操控也有著重要影響，在環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的作用下，可以把信息準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)傳出。煤巷中運(yùn)輸技術(shù)的自動(dòng)化也可以讓運(yùn)輸更加方便，運(yùn)輸膠帶的運(yùn)用可以使運(yùn)輸支護(hù)材料更加方便。同時(shí)，煤巷也需要有完善的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)對(duì)煤巷環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，了解煤巷的具體情況，有利于掘進(jìn)工作的進(jìn)行。工作人員可以依據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)反映出來(lái)的煤巷情況做出合理的判斷，如果有危險(xiǎn)可以及時(shí)中斷，減少不必要的損害。
6結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，掘進(jìn)技術(shù)也在不斷得到提高，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以為煤炭開(kāi)采工作的開(kāi)展帶來(lái)便利，同時(shí)，機(jī)電掘進(jìn)技術(shù)要不斷改進(jìn)，使其更加科學(xué)，實(shí)用性更加廣泛。我國(guó)的煤炭開(kāi)采技術(shù)在不斷發(fā)展，煤炭開(kāi)采中受地質(zhì)因素影響較大，掘進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)需要能夠適應(yīng)多種環(huán)境，我們要緊隨自動(dòng)化發(fā)展腳步，使自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開(kāi)采工作中發(fā)揮更大、更廣泛的作用。
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