智能化技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

智能化技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

內(nèi)蒙古，鄂爾多斯市017000Summary：在煤礦開(kāi)采作業(yè)的過(guò)程中，巷道掘進(jìn)施工是非常重要的一環(huán)，在實(shí)際作業(yè)期間，會(huì)受到地質(zhì)環(huán)境以及施工技術(shù)等因素的影響，所以煤礦企業(yè)必須對(duì)巷道掘進(jìn)施工進(jìn)行全面關(guān)注。另外，煤礦掘進(jìn)的危險(xiǎn)性比較大，施工期間容易受到多種因素的影響和干擾。在掘進(jìn)施工中，必須要結(jié)合具體的地質(zhì)環(huán)境，科學(xué)合理的選擇掘進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)智能化技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)施工安全的管理，提高施工人員的綜合素養(yǎng)，促使相關(guān)工作更加科學(xué)合理的實(shí)施，優(yōu)化采煤綜合效率。Keys：智能化技術(shù)；煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)引言掘進(jìn)工作作為煤礦開(kāi)采工作過(guò)程中的重要工作環(huán)節(jié)，為了盡可能提高其工作效率，在現(xiàn)如今這個(gè)智能化水平越來(lái)越高的社會(huì)背景下，應(yīng)對(duì)掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題并盡早改進(jìn)，對(duì)其中運(yùn)用的技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行不斷創(chuàng)新與優(yōu)化，提高煤礦掘進(jìn)機(jī)控制技術(shù)的智能化、先進(jìn)化水平，從而實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采工作效率的大幅度提升。1煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)工作的重點(diǎn)針對(duì)部分地質(zhì)條件比較復(fù)雜的巷道，在掘進(jìn)工作實(shí)施過(guò)程中，爆破掘進(jìn)手段是極為常見(jiàn)的。炮掘工作面一般需要配套設(shè)置煤電站或者是風(fēng)鉆、全液壓鉆車(chē)、裝煤機(jī)，或者是裝巖機(jī)、鉆裝機(jī)和刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等。這些設(shè)備在應(yīng)用時(shí)，其安全重點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面。第一，針對(duì)安裝有局扇的位置，要保證局扇安全平穩(wěn)的運(yùn)行，風(fēng)筒運(yùn)行規(guī)范，不存在漏風(fēng)的現(xiàn)象等。第二，巷道內(nèi)各種管線的布設(shè)必須要整齊規(guī)范，要保證衛(wèi)生的清潔，沒(méi)有積水和雜物等。第三，如果有安裝甲烷報(bào)警儀，在安裝之前需要仔細(xì)查看分析，保證其符合規(guī)定的要求，空氣凈化裝置運(yùn)行良好，這樣才能有效的保證施工人員的安全。第四，爆破開(kāi)始前后，也有諸多需要準(zhǔn)備的工作，比如說(shuō)煤礦內(nèi)部瓦斯情況的檢查十分重要，瓦斯含量過(guò)高，可能會(huì)引發(fā)安全事故，降低爆破效果。所以說(shuō)，在爆破時(shí)需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與分析，保證各項(xiàng)工作的有序?qū)嵤Ａ硗?，在放炮掘進(jìn)之前，炸藥以及雷管等必須要嚴(yán)格的進(jìn)行管理，按照規(guī)定的要求裝配引藥，爆破工作完成之后，針對(duì)沒(méi)有用完的炸藥、雷管等必須要做好相應(yīng)的管理工作。2智能化技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)2.1智能化技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用分析我國(guó)當(dāng)前的煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的主要原理基本一致，都是由硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)共同組成，對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)工作過(guò)程中的實(shí)時(shí)狀態(tài)以及各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸并顯示，便于工作人員隨時(shí)了解掌握設(shè)備工作過(guò)程中的各種異常狀態(tài)，并運(yùn)用相關(guān)的軟件系統(tǒng)對(duì)得出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)的工作狀態(tài)以及各項(xiàng)參數(shù)自動(dòng)朝著標(biāo)準(zhǔn)的方向進(jìn)行調(diào)整。（1）工作的基本原理。掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)主要是通過(guò)各種系統(tǒng)對(duì)接近集中的截割電機(jī)、除塵電機(jī)、油泵電機(jī)等進(jìn)行自動(dòng)控制。首先由系統(tǒng)中的各種傳感器測(cè)出各種信號(hào)數(shù)據(jù)，如油位、速度、壓力、油溫等，隨后將測(cè)出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)中的PLC控制器，隨后由PLC控制器將其與系統(tǒng)中設(shè)置的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)對(duì)比結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程智能控制。（2）硬件系統(tǒng)。掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)具體組成中主要包括了啟動(dòng)或停止指令的按鈕、急停類(lèi)按鈕、對(duì)油缸進(jìn)行操作的按鈕、各種不同類(lèi)型的傳感器以及掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行中各部件系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的電流、電壓等數(shù)據(jù)信息以及各個(gè)角度的攝像頭設(shè)備等。其中啟動(dòng)或停止指令按鈕主要是指掘進(jìn)機(jī)截割電機(jī)的啟動(dòng)與停止、油泵機(jī)的啟動(dòng)與停止；急停類(lèi)按鈕可分為左急停、右急停等；而油缸操作按鈕指的則是升油缸、降油缸等。通過(guò)把硬件系統(tǒng)中各個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，可以有效推測(cè)出掘進(jìn)機(jī)的工作狀態(tài)以及各種故障信息，使其在發(fā)生故障后工作人員可以及時(shí)了解故障的詳細(xì)信息并選擇合適的解決措施，并且只有在檢測(cè)到故障解決后掘進(jìn)機(jī)才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。（3）軟件系統(tǒng)。煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制技術(shù)的軟件系統(tǒng)主要依靠的是PLC技術(shù)。PLC程序主要可分為系統(tǒng)初始化部分、侏羅紀(jì)控制部分、遙控控制部分、CAN通信部分、保護(hù)功能部分、變頻器控制部分、故障監(jiān)測(cè)部分外加遠(yuǎn)程操作部分等八個(gè)主要部分，該軟件系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：首先在該系統(tǒng)中，由系統(tǒng)自動(dòng)控制的各個(gè)工作模塊均可以自由選擇自動(dòng)或手動(dòng)的操作模式，從而使得掘進(jìn)機(jī)在各種工作環(huán)境下都可以自由選擇最為合適的運(yùn)行方式，降低運(yùn)行損耗。其次，運(yùn)用該系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)，可以使煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)在面對(duì)各種較為復(fù)雜的施工情況時(shí)，輕松進(jìn)行綜合操作，從而使掘進(jìn)機(jī)的工作效率更加高效。此外，該系統(tǒng)可以提前設(shè)置一些特殊的操作模式，工作人員在操作系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中的主要控制器可通過(guò)各種傳感器對(duì)這些特定的操作模式進(jìn)行學(xué)習(xí)并記憶，并且根據(jù)其中的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)模擬。2.2智能化技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)中的發(fā)展趨勢(shì)（1）煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)的智能化定位功能。井下的施工環(huán)境往往較為惡劣，很多時(shí)候無(wú)論是工作人員還是掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)都較容易受到施工環(huán)境中粉塵等的影響，導(dǎo)致自身的視覺(jué)系統(tǒng)精準(zhǔn)度較低，并且較人體視覺(jué)而言，機(jī)器視覺(jué)往往精準(zhǔn)度也不高。因此，對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制中的測(cè)量工作進(jìn)行深入研究，并分析出更加科學(xué)合理的測(cè)量定位方法是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)需要迫切解決的問(wèn)題。（2）提高煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)糾偏功能的強(qiáng)度。受到礦井中各種地質(zhì)條件的影響，施工環(huán)境中的巷道地板平整度通常情況下并不高，甚至很多時(shí)候巷道底部會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的高低不平的情況，雖然煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)自帶的位姿糾偏功能能夠進(jìn)行一定程度的糾正，但其糾正能力還不夠高，很多時(shí)候無(wú)法將掘進(jìn)機(jī)調(diào)整到準(zhǔn)確位置。因此，煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中自動(dòng)糾偏功能的強(qiáng)度也是行業(yè)內(nèi)需要解決的問(wèn)題。（3）根據(jù)施工環(huán)境巖層不同創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的施工技術(shù)參數(shù)。我國(guó)地大物博，煤礦分布的環(huán)境也較為多樣，在面對(duì)不同煤礦的地質(zhì)環(huán)境時(shí)，往往需要對(duì)自身掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)以及各項(xiàng)截割參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。其中切割頭的參數(shù)就是需要重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)內(nèi)容。在對(duì)切割有的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可以運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型或公式，在固定切割頭的直徑以及平均接線間距的情況下，對(duì)錐角與分布角進(jìn)行調(diào)整后，掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際工作效率的變化情況。結(jié)束語(yǔ)煤礦巷道掘進(jìn)工作是一個(gè)系統(tǒng)性強(qiáng)且極為龐大的工程項(xiàng)目，在施工期間存在很多影響因素，合理組織巷道施工不僅能提高巷道的安全性，還能加快作業(yè)人員的施工速度。隨著煤炭開(kāi)采的強(qiáng)度不斷增大及埋深的增加，地質(zhì)條件也變得更加復(fù)雜，在此形勢(shì)下，煤礦企業(yè)開(kāi)展的巷道掘進(jìn)工作也具有更大的難度，所以應(yīng)用智能化技術(shù)至關(guān)重要。Reference[1]李合菊,魏燕,魏瓏.煤礦掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能控制技術(shù)研究[J].煤礦機(jī)械,2021,42(09):49-51.[2]張旭輝,張超,王妙云,等.數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)虛擬操控技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2021,27(06):1617-1628.[3]張超,張旭輝,毛清華,等.煤礦智能掘進(jìn)機(jī)器人數(shù)字孿生系統(tǒng)研究及