罗永吉

[摘    要]如今，随着我国科学技术的不断发展，煤矿掘进技术也取得了一定的成就。其中最具有代表性的技术应用就是煤矿掘进机电自动化及集中控制技术，该技术在煤矿掘进工作中发挥了重要的作用。要想在复杂多变的环境下有效提高煤矿掘进设备自动化集中控制技术不是一件容易的事。煤矿企业需要结合实际情况展开优化设计和管理，以便不断推广和应用好自动化集中控制技术。文章对当前我国煤矿掘进设备自动化和集中控制技术发展现状进行了分析，并提出机电设备自动化集中控制技术的具体应用和优化管理。

[关键词]煤矿掘进机电设备;自动化集中控制技术;具体应用;优化管理

[中图分类号]TD67 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）04–000–03

Exploring and Analyzing the Automatic Centralized Control Technology of Electromechanical Equipment in Coal Mine Tunneling

Luo Yong-ji

[Abstract]Owadays， with the continuous progress of science and technology in my country， coal mine excavation technology has also achieved certain achievements， and has been effectively guaranteed in terms of production efficiency and production safety. One of the most representative technical applications is the electromechanical automation and centralized control technology of coal mine excavation， which has played an important role in coal mine excavation work. It is not an easy task to effectively improve the automation and centralized control of coal mine excavation equipment under complex and changeable environmental conditions. Therefore， coal mining enterprises need to carry out optimal design and management according to the actual situation， so as to continuously promote and apply automation and centralized control technology. This paper analyzes the current development status of my country's coal mine excavation equipment automation and centralized control， and puts forward the specific application and optimal management of electromechanical automation and centralized control technology.

[Keywords]electromechanical equipment for coal mine tunneling; automation and centralized control technology; specific application; optimized management

在我国社会经济建设发展过程中，煤矿行业也得到了一定的发展。它不仅体现着我国国民经济基础建设的效率和进程，也体现了国民生产总值的提升。所以，为了能够全面提高煤矿行业在掘进工作面的生产效率与安全性，必须充分利用现代化技术手段。以此提高机电自动化和集中控制技术的应用水平，优化煤矿行业的掘进体系，确保我国煤矿行业能够实现健康稳定的发展，并从中获取良好的经济效益，为我国现代化社会基础建设提供有力支持。

1 我国煤矿业发展现状与掘进机电设备自动化集中控制的重要性

目前我国煤矿行业在国际范围内已处于领先地位，不仅煤矿日产量远超于其他各国，也拥有千万吨级的煤矿装备量。随着我国社会经济和科学技术的不断发展，虽然信息、通信以及微电子都处于遥遥领先的发展地位，但是在日常煤矿开采过程中依然存在一定的问题。比如，生产安全性较低、煤矿开采技术落后等。如果这些问题得不到及时解决，就会对我国煤矿行业的稳定发展造成影响。对此，在今后发展过程中，煤矿行业需要对以上问题加强重视，并采取科学的方法进行处理，以此提高煤矿产业的经济效益。

面对煤矿行业的众多问题，机电设备自动化集中控制技术的出现，不仅提高了煤矿开采效率，也提高了煤矿掘进的安全性和可靠性，保证了施工人员的人身安全，促进了煤矿掘进工作的快速发展。

煤矿开采工作能否正常施工离不开稳定的煤矿掘进技术与机械设备。煤矿掘进技术的成熟性直接由煤矿生产作业效率和经济效益的多少来决定。同时，它也直接关系到现场施工人员的生命安全。所以，提高煤矿掘进技术，加强其安全性和有效性，不仅可以为煤矿企业带来良好的经济收益，还可以带领企业走向更广阔的发展空间，全面维护施工人员的人身安全，使井下巷道施工安全問题能够得到妥善处理。因为人是煤矿生产中至关重要的存在，不管是全自动机械化程度是高是低，基本上都是由人为操作来决定的。如果施工人员没有按照规范要求开采作业，会对开采施工进度造成严重影响。尤其是管理人员的组织协调能力和技术水平直接影响着煤矿开采掘进工作的质量。而采用高效掘进技术能够有效解决生产技术问题，提高施工人员的技术应用水平，从而在现场掘进施工中，配合相关的管理规章制度，有效避免煤矿岩巷掘进设计不合理的问题。

从传统意义分析来看，结合煤矿井掘进的方式，能够分成3种类型：煤巷掘进技术、岩巷掘进以及混合式掘进技术。这些技术分别适用于不同的施工条件。但在这些掘进技术应用期间，不能像以往岩巷掘进技术施工中那样，过于看重结构的稳定性，为了获取较高的煤矿开采效率而进行大量的煤矿回采。在现代化机械掘进技术应用下，保证煤矿开采的质量。

2 机电自动化技术在煤矿掘进方面的具体应用

在当前社会经济不断增长的背景下，煤矿企业的生产规模也在不断扩大，生产量也呈现明显的上升趋势。为了能够进行高效地开采煤矿，要挖很多煤岩巷道。因为采煤工作也逐渐朝机械化方向发展，所以回采工作的推进速度也有了明显提升。为了能够保证采掘比例的合理性，实现煤矿开采的高产稳产，必须要提高煤矿巷道掘进工作的速度，提高各项先进技术的应用水平，从而提高煤矿开采工作的整体效率和质量，为社会生产运转提供充分保障。

2.1 掘进机自动截割技术

掘进机自动截割技术主要是利用掘进工作期间的两种不同状态所研发出来的。在煤矿掘进施工中，一种是对心掘进，另一种是偏心掘进。其中，偏心掘进是在掘进机在施工面掘进过程中，受煤层结構和设备强度等各方面因素的影响而出现噪声过度干扰和振动的状态，从而对正常掘进方向造成了影响。为了有效解决这一问题，需要相关技术人员结合煤矿开采施工的实际需求，合理设置掘进机的切割方向与截割断面，利用数控技术、传感器以及机械控制系统决定截割头的位置坐标，以此使掘进机能够按照相应的系统需求完成工作，控制掘进施工的精度和方向。在此技术应用期间，需要相关技术人员对想到尺寸、方向以及煤层结构进行充分了解，在此基础上进行合理规划，利用这些信息制定掘进机的截割范围与方向。

2.2 掘进机自动纠偏技术

通常掘进机中每个施工内容都包括了截割、装运煤等环节，而结合机电自动化系统的相关设置，掘进机在每次循环工作完成之后，都需要按照下一步计划调整方向与操作。为了能够使每个工作循环步骤连接在一起，工作人员可以利用掘进机自动纠偏技术，在前期录入巷道结构的基础上，使掘进机能够按照工程需求来完成自动纠偏，以此顺利完成循环施工。该技术在应用期间，主要涉及以下几点问题。首先，掘进机需要自行判断巷道中心线具体位置，并始终确保行进方向与中心线相一致。对此，不仅需要安装三维电子罗盘来帮助掘进机根据地磁方向计算行进偏差，同时还要利用超声波检测技术计算巷道中心线和掘进机中心线之间的偏差，以此达到自动纠偏的目的。

2.3 掘进机煤岩识别技术

因为煤矿巷道的地质结构环境十分复杂，所以煤层和岩石层经常会出现相互交替的问题。这种问题不仅对掘进机掘进工作十分不利，甚至还会对其设备造成一定的损伤。当掘进机截割遇到岩石层时，设备电流、压力以及电机等属性都会发生十分明显的变化。而正是这种差异化，就会导致掘进机负荷程度受到影响，甚至还会影响到设备的使用寿命。所以，为了避免岩石层对掘进机头造成损坏，需要利用自动识别煤层技术，在针对底板进行截割时，如果掘进机遇到岩石层，那么就可以通过传感器的自动反馈降低工作速度，以此减少掘进机的负荷程度，有效确保其使用寿命。此外，当掘进机通过岩石层到达煤层之后，工作速度就会恢复到正常属性值，以此最大化地提高掘进机工作效率。

2.4 自动监控技术

虽然目前煤矿行业在掘进过程中都会利用大型工业设备来完成掘进工作，但是为了能够对施工现场进行实时监控，必须要有相关施工人员利用掘进监控技术，精准了解作业面的综合信息。在此期间，利用计算机模拟技术，对施工现场情况进行判断，以此保证煤矿巷道结构的稳定性，使其能够正常运行。对此，必须要将数据采集装置、存储装置及反馈装置，利用自动化系统进行合成，通过PC机控制系统，完成掘进内容检测。如果发现作业面出现任何问题，就要立刻停止开采作业，避免出现重大危险事故。

3 煤矿掘进机电设备自动化集中控制技术的具体应用

3.1 在掘进工作面配电点中的应用

在掘进工作面供电系统中，包括采区配电点和工作面移动配电点，在采用自动集中式自动控制技术时，必须与电力监测站相结合，其主要目标是对中央变电所内的一切行为进行综合监视和管理。在实际使用时，先开启中心变电站的保护切换，并利用网路信道与交换器进行连接，以保证整个数据的采集与传送。

选用高清晰度摄像机，重点是在配电点的关键部位，对设备的工作状况进行全面、实时的监测，并能及时地找到问题，并进行相应的解决。监控录像必须经过技术转换，才能传输到地下的储存系统中，由技术人员进行分析，从而达到一个高效的共享。另外，在实际操作上，要注意选用适用范围比较大的控制系统，以避免系统集成控制、数据采集和数据交换等环节出现问题，确保采用的自动控制技术的有效性。

3.2 在煤矿掘进排水泵中的应用

排水泵是矿井中的一种重要的机械装置，因此，采用中央自动控制技术对矿井掘进排水系统进行控制具有重大的现实意义。在实际应用过程中，必须建立一个完善的监测网络，在各排水口的各个部位都设有监测站，并通过电脑技术和设备进行智能化管理。

综合考量矿井用电状况，对矿井的水位动态进行监测，智能地选取最佳的工作方式，以保证抽油机在生产中的高质量、高效率，使抽油机的耗电量最大化，促进煤炭企业的发展。在矿井排水系统的运行中，必须结合矿井的内部管理模式和管理内容，采取联合管理的方法实现对矿井的整体控制。将自动化的中央控制技术引入排水系统中，既可以提高排水系统的工作效率，又可以进行自动维修，对系统进行综合分析，从而正确地判断系统的故障原因。

在此基础上，运用大数据技术对设备的故障种类和维护措施进行全面地分析和判断，尽量减少因设备的失效而造成的经济损失。

3.3 在煤矿掘进架空乘人运输中的应用

在矿井开发程度日益提高的今天，在远距离掘进工作面，架空乘人运输装置是一种非常重要的人力交通工具，采用中央自动驾驶技术，提高装置的运行质量和运行的效益尤为重要。在实施过程中，煤炭企业要在各架空乘员设备上加装自动监控设备和控制器，使其与现有的设备保持良好的联系，将现有的系统资料收集起来，再将其录入电脑，利用信息综合的方法，对其进行综合监控。这里要注意的是，巷道掘进时，会有粉尘、瓦斯等物质，所以采用中央自动监控系统时，必须要考虑防爆的作用，避免出现任何危险。在采用自动集中式自动驾驶技术的情况下，必须具有遥控停站的能力，当发生故障时，可以根据实际情况做出相应的决策，保证行车的安全。另外，煤矿企业要建立一个网络集控系统，利用各种不同的数据，统一进行数據收集，以确保所有的电梯设备都处于自动集中的运行模式。

3.4 在煤矿掘进运输机中的应用

整个输送系统具有很大的载重能力，其运行过程相对比较简便，在煤矿生产中得到了良好的使用。在煤炭输送过程中，采用集中式自动技术是提高煤炭输送质量的重要保证。在具体实施过程中，将检测设备、控制设备等设置在设备内，改变起动机模式，以达到最好的输送效率。该测试装置的主要作用是对输送带电动机的工作状况进行综合监测，并能够及时了解输送带的工作参数，达到应急停止的目的。技术部门要在地上预留网络集中监控接口，以提高监控的效率。网络集中监控系统可以利用海量信息，实时了解整个煤炭的运输状况，并对其进行智能控制。

4 提高掘进机械自动化中心控制人才的能力

随着矿井机械设备的智能化发展，煤炭企业的机械设备作业已发生了翻天覆地的改变，如何提高掘进机械设备操作工人的素质和水平，促进二者的协调和协调是至关重要的。在具体的工作中，要从人员构成上进行调整，重视更新，把高素质、高学历，尤其是拥有机械设备工作经历的人才，编成机械设备的管理队伍。在提高培训质量的过程中，既要提高理论知识的比例，又要重视实习的比例。高素质的训练，为提高机械设备运行的品质奠定了良好的基础。在训练中，着重于促进机械作业员工在技术迅速变革的大背景下，提高机械操作者的综合素质。另外，员工的经常性评估也很重要。考试不能只靠表面，要深入地研究和把握有关材料，以促进机械设备操作工人的能力和素质，以满足新技术条件下员工的综合素质。

5 结束语

从现有煤矿掘进机电设备的自动化和集中控制技术分析来看，要想促使煤矿掘进安全稳定发展，就必须要在加强安全防护的同时，保证掘进、原煤运输、人员和材料运输自动化同步进行并不断实现集中控制，只有从此类问题角度出发，优化设计和管理，才能够真正解决煤矿掘进工作面机电设备自动化和集中控制的各种问题，确保自动化技术和集中控制技术能够更好地为煤矿掘进作业提供帮助，推动煤矿行业实现可持续发展。

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