徐辉
（淮北矿业朱仙庄煤矿 安徽省 宿州市234111）
摘 要：煤矿开采行业都是中国国民经济的重要组成部分。当前，如何在煤矿掘进工作面中有效实现自动化技术的应用已成为该行业所面临的重点问题。鉴于此，基于中国煤矿行业的发展现状，结合煤矿掘进工作面自动化技术的概况，重点分析了机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用方式，以供参考。
关键词： 煤矿；机电自动化；掘进工作面；技术
自动化技术可以有效提高机械工作的速度和效率，在工业机器人的制造以及机电一体化发展等方面很受欢迎。近年来，国家逐渐提高了对机电一体化的相关技术的重视程度，并且还加大了资金的投入力度，这些实际措施都为煤矿机电自动化技术的迅速发展奠定了良好基础，使其更好地服务于煤矿生产。
1 煤矿机电自动化技术的应用必要性
1.1 保证生产线的安全可靠性
煤矿自动化的技术具有多重滤镜的功能，其中还包括了提示功能、保护功能以及监视等功能。在众多的行业之中，煤矿行业是属于高危险的职业，在这个生产的过程中，特别是对人员安全保护的要求特别高。为了能让煤矿行业持续健康发展，有效保证人员的生命安全，就需要对所使用的挖掘器材有严格的要求，对于所使用的器材要做好日常维护的工作，结合挖掘的要求适时进行改进，不仅仅是能提高器材的使用寿命和安全性，同时也可以节省所需要的成本，保证操作安全，因此降低煤矿掘进的危险事故的发生，这对于企业而言有着十分重要的意义。
1.2 全面提高煤矿掘进工作的效率
在当下的煤矿企业的发展过程中，结合机电自动化的相关技术，能有效提高工作进度和工作质量，并且能有效提高管理的精度，确保各种产品按照规定的要求完成，比如，通过机电自动化的技术实践运用，能够大大弥补以往人力的生产，这个过程会受到人为等因素的影响，使得工作的效率不能按照相应的方向发展，提高所生产的产品的总体合格率，技术人员可以自行对设备进行合理控制，使其满足工作需求。
2 煤矿机电自动化技术的应用
2.1 掘进纠偏技术
在完成一个煤截割、煤装载以及煤运输作业循环之后，掘进机在开展下一作业循环之前必须进行系统纠偏，使得掘进机能够准确沿着预定工作轨迹行进。对于掘进机行进实况的判断，主要是通过观测其运动方向和作业位置，其中，探查掘进机运动方向的设备为三维电子罗盘仪，通过检查掘进机运动方向与地磁正北方位之间的夹角，便可明确掘进机行进中心线与预设的巷道中心线之间的角度偏差，其后应用激光指示仪进行方向调整，使得掘进机能够按照预设轨道行进。而检测掘进机行进中心线与预设的巷道中心线之间偏差的执行设备为超声波测距传感器，在左右两侧分别安装两三个传感器，应用超声波测距传感器便可有效得出目标对象与传感器之间的距离，随后应用二轴倾角传感器对掘进机与水平面之间的俯仰角进行检测，最后以检测参数为依据，利用PLVC（可编辑逻辑阀控制）把控单元、行动马达以及比例电磁阀对掘进机的运动方向和作业位置进行调整。
2.2 岩层探识技术
想要保证煤矿开采作业的顺利进行，首先要做的就是探查和识别岩层，可以说，岩层探识的质量直接决定了煤矿生产的效率。一般情况下，岩层和煤层的识别效果取决于煤矿掘进机的截割负载能力，即掘进机的煤矿截割作业效率。
当煤矿掘进机对岩层和煤层开展煤矿截割作业时，油缸的旋转速率、截割产生的电流以及升降过程中形成的压力都会在很大程度上影响着对岩层和煤层的识别效果。煤矿掘进机主要是通过分析同一巷道不同层面中所获取的截割参数，以对岩层与煤层进行有效识别，在这一过程中，沿着底板进行截割，若岩石位于底板截割轨迹之上，那么就可判断其为夹矸，该种情况下，可通过把控电磁比例阀以实现截割作业的正常进行；而若岩石位于底板截割轨迹之下，那么就可判断其为底板，此时可应用截割头完成预定作业，直至发现储煤层。
2.3 通风监察技术
对于煤矿掘进工作面而言，通风状况在很大程度上决定了施工的安全系数。为了让工作人员在地面上就能实时把握各大工作面的通风实况，即对其进行实时把控，便需借助自动化控制技术。当前，自动化控制模式多样，例如监察系统主要由地面控制中心、自动化通风控制子站和终端设备三大部分组成，监察系统的核心部分就是地面控制中心，其主要负责分析和处理各个工作面通风设施上传的监察数据，并实时显示各大工作面的总体风量、流动速度及瓦斯浓度等数据信息。自动化通风控制子站主要由PLC控制仪、光纤交换器及隔爆光端机等设备构成，其主要负责采集数据、传输信息及把控通风设备，而终端设备的主要功能为收集各大工作面的实时流动风量、流动速度、整体温度、瓦斯浓度以及通风设备的电流电压等多种数据信息，并依据自动化通风控制子站的相关指令对通风设备及电机进行把控。
2.4 截割技术
在煤矿掘进作业过程中，实现传感器技术、自动截割技术、运动把控技术以及数控加工技术的有机结合，工作人员可有效获取截割头的动态位置坐标、作业轨迹以及运动方向，并以此为基础对掘进机作业进行调整。在开展巷道工作时，掘进机主要包括对心和偏心两种作业状态。当掘进机处于对心作业状态时，工作人员只需按照常规的操作方式进行作业即可；若在实际的作业过程中，掘进机受到不平衡作用力的影响，那么其作业轨迹极有可能会偏离预定轨道，进而会引发振动或噪声等一系列问题，此时工作人员便应对截割面的运动轨迹以及作业参数进行相应的调整，以保证截割头完成预期作业任务。与此同时，为了进一步提升截割作业的精确度，工作人员可以应用DSP（数字信号处理）运动把控技术实现闭环把控。
2.5 自动运输技术
通常情况下，在进行煤矿掘进作业时，工作人员会借助工作室对输送机进行控制，由控制系统对掘进机、输送电机及除尘风机等设备进行集中把控。与此同时，应用多功能终端，依据预设的控制模式，实现对输送机运动轨迹、煤矿堆积、工作电流、运作速度等数据的收集，一旦发生故障问题，控制器将自动进行紧急停止和电话通知等操作，以实现煤矿运输环节的自动化。
3 结语
机电自动化技术是煤矿生产的重要技术支撑，已在煤矿掘进、采矿以及运输中运用和全面推广。综合以上分析，煤矿自动化技术具有可靠性和安全性等综合性优势，在煤矿生产中运用该项技术，能提高生产效率，提高我国的煤矿生产的综合能力，为实现高效、安全化的煤矿生产打下扎实的基础。
参考文献：
[1]机电自动化技术在煤矿中的应用探讨[J]. 李彦峰.内蒙古煤炭经济.2020(14)
[2]煤矿机电自动化技术的创新应用[J]. 苏文豪.当代化工研究.2021(01)
[3]煤矿采煤中自动化技术的运用[J]. 田忠保.内蒙古煤炭经济.2020(16)
[4]论煤矿采煤技术的发展与采煤自动化技术[J]. 郝飞.门窗.2019(18)
作者简介：徐辉（1987.03-），男，汉族，毕业于安徽理工大学，电气工程及其自动化专业，本科，助理工程师，现在淮北矿业朱仙庄煤矿机运系统工作。