刘宁
神东煤炭集团补连塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017209
摘要：现阶段，我国煤炭的开采率仍然无法满足国内工业发展的需求，且煤矿采掘过程中，也会因为设备的老化、矿井环境改变等多方面因素的影响，而为工作人员带来威胁，只有良好的运用煤矿设备自动化技术，才能够真正地提升煤矿设备的安全性能与稳定性能，从而确保工作人员的安全，进一步提高煤矿开采工作的效率。鉴于此，本文主要分析煤矿掘进工作面自动化远程控制技术的研究及应用。
关键词：煤矿掘进工作面；自动化远程控制；技术
1、引言
现阶段，我国科技水平正在不断提升，煤矿井下采煤工作面正在不断向机械化、信息化方面进行发展，其设备水平也有了很大的提升，这也直接关系到煤矿企业自身的生产能力以及生产安全，极大改善了工作面电缆铺设及维护困难的问题，同时也使操作人员与工作面作业设备远离，极大确保了人员的安全，又避免了操作人员处于粉尘浓度较大的环境中，极大避免了人员受到粉尘的危害，提升了员工的职业健康。掘进工作面的自动化实现不仅维护了人员的安全，也为矿井生产的安全性提供了可靠的保障，极大的降低了人资及物资的耗费，为作业面生产实现无人化开展了初步的实践，累积了大量的经验，为后期打造智慧化矿山垫定了牢固的基础。
2、控制系统功能阐述
2.1、掘进机遥控技术
掘进机遥控技术主要是由采掘液压马达控制系统、行走液压马达控制系统、铲板液压马达控制系统以及第一运输机液压马达控制系统、后支撑液压马达控制系统所组成的。在对马达控制系统进行应用的时候，应该对系统的运转功能性进行明确。对于采掘液压马达控制系统来说，在对其进行实际应用的时候，主要分为截割头转动、停止、升高以及降低等等几个环节，会根据工作面的变化来对其速度进行调整，采掘液压马达控制系统采用无极调速，调整更加方便。
2.2、保护装置
对于控制系统来说，想要保证其整体运行质量，保护装置是必不可少的，一般情况下，会需要具备对截割、液压以及二运三个电机进行过压、欠压、过载、过流等状态的实时监测保护作用。同时，还要对开机累计时间、时钟显示等等数据进行记录，这样更加方便远程遥控工作的展开。
2.3、截割记忆功能
一般情况下，煤矿井下掘进面通常会呈现出矩形、梯形或者拱形3中标准形状，这三种形状在煤矿井下掘进工作展开的过程中都有较为理想的应用效果，其主要根据不同的施工环境以及地质环境对掘进面形状进行明确，这样更加有利于钻切工作的展开，同时也方便后期的顶板维护，有效提升了工作效率。
3、主要组成部分的设计
3.1、无线模块
系统内部总共安装了两台本安无线基站，该基站属于矿用基站，所采用的模式Wi?制式，可以用于标准的802.11b/g/n协议，各个基站之间采取了无线网桥的桥接作用。内部设置有光电转换板块，可以对各个分支链路进行布置，也可以确保矿井中各个无线数据传送到井上。在设计时运用双天线，在巷道没较为复杂的区域可以拓展至4个天线，同时可以将馈线延长，可以将裸露电缆接入。供电设计选择DC12V本安型。在煤尘及甲烷含量较高的环境中也可以应用，同时在含有爆炸性气体的环境中也可以满足其用电的要求。
3.2、音视频监控模块
该系统在掘进机中共设置了4台本安摄像仪，同时摄像仪可以将收集到影像转换为以太网信号，并实施传输。在光线较暗或者无光的环境下内部设置的红外灯可以进行补光。成像系统内采取了透雾算法、超宽动态等多种技术，其最低的照度不能＜0.0014lx，处于彩色及黑白的状况下其清晰度应当≥600TVL，摄像仪中安装了喇叭及拾音器，可以完成对讲功能。分别将其设置在掘进机左前、后方及右前方，其对掘进机工作位置主要是左前、右前、机身及其后方四个画面。
3.3、遥控系统模块
在掘进机上方设置一台隔爆遥控接收箱，在远程操作台上设置一台遥控发射器，该发送器具有功能切换的功能，将其转换到“加入网络”中，则遥控发射器及接收器可以添加到利用无线基站所创建起的无线网络中；转换到“直连”，则利用遥控发送器及接收器来进行直接连接，与其他无线网络没有关系，遥控接收箱可以利用CAN总线来与电控箱内部安装的控制器建立有效的通信，当有操作人员来控制遥控器时，接收箱可以将接收到的相关信号传输到总线上，再利用所接收到的总线信息来对掘进机进行有效的控制。
3.4、数据显示模块
在遥控发射器上端安装一个显示设备，电控箱内部安装的控制器则可以将掘进机的各个参数传输到CAN总线上，遥控接收箱在将这些参数传输到发射器中，并在相应的屏幕中进行展示，在遥控器中配置了翻页按钮，可以随意翻页来查看数据。
3.5、安全保护功能
在掘进机运行的过程中，为了避免其发生事故，维护人员及设备的安全，在遥控发射器的一端安装了急停按钮时，并且遥控的程序设定为对机器进行遥控控制时，当遥控断开连接或者接收器在2s之内没有接收到发射器所发出的信号时，掘进机就会停止运行，实现自我保护功能。
4、煤矿掘进工作面自动化远程控制技术的应用
4.1、井下皮带的自动化远程控制
煤矿井下运输离不开胶带机，为了确保煤炭资源传送的连续性，必须要提高带式运输机的运输量及安全性，经过相关人员的不懈努力，矿井全部工作面运输成功实现集中控制。计算机的分布控制系统作为本矿胶带机运输的集中控制系统，在实际应用中发挥着良好的作用。皮带集控主要由矿用带式输送机保护控制装置(每个皮带配置1台)和若干皮带保护传感器、语音信号器等组成。
4.2、锚杆支护的自动化远程控制
由于重型机械设备和瓦期涌出量以及工作面产量，对煤矿岩巷快速掘进都有影响，所以，维护煤矿岩巷道必须要加强，巷道的断面应该加大，但是巷道断面太大，对巷道稳定性会有影响，为了将以上问题有效地解决，应该运用以下2种措施：（1）掘进机构与锚杆钻臂自动控制有机地结合，既能够使锚杆钻臂临时快速自动化有效地实现，又能够将永久支护自动化实现；（2）分析和研究大断面煤矿岩巷的原理应该加强加大，从而使锚杆支护自动化得以有效地实现。
4.3、掘进机与运输的自动化远程控制
控制掘进机自动主要有自动纠偏和自主定位以及自动截割三种，为了使煤矿岩巷快速掘进工作面的稳定生产能够得以有效地保证，可以有效运用液压和电子等相关技术，致使煤矿岩巷快速掘进工作面的自动化得以实现。
从当前来看，我国煤矿岩巷快速掘进工作面，运输原煤的过程中，一般利用皮带集中对系统进行控制，将来若想将运输原煤自动化水平提升，运输胶带应该改造，从而使消耗支护材料减少。
4.4、水泵的自动化远程控制
由于井下各工作面水文地质条件复杂和地理位置特殊及巷道走线长度远，巷道积水点较多，需多台水泵联锁抽水才能达到安全生产标准化的要求。水泵集中控制系统由智能远程启停磁力启动器和液位传感器(每个水泵配置1台)、组成。设备采用MODBUSRTU通信协议，RS485通信的A、B选用矿用屏蔽电缆。接线板的控制AB和语音AB都是直通接法，控制部分接入井下的防爆计算机和地面的上位工控机，语音接入传输接口上传到地面的语音对讲装置。所用远控软件可以采用手机APP端进行远程控制，操控人员可以实时监测水位及收到消息推送，达到，全面自动化排水。
参考文献：
[1]孙建涛.煤矿掘进工作面自动化远程控制技术的研究及应用[J].技术与市场,2020,27(05):80-81.
[2]李浙.机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(14):138-139.