談采煤機(jī)自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)

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摘要：煤炭資源是我國的重要化石能源，占據(jù)了我國能源大部分，因此提升采煤效率就變得十分重要。采煤機(jī)在工作過程當(dāng)中會(huì)對(duì)煤炭采集數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，然后自己根據(jù)分析的結(jié)果做出相應(yīng)動(dòng)作，采煤機(jī)的自動(dòng)化以及智能化都需要程序的植入和支持。當(dāng)前主流的采煤機(jī)是滾筒采煤機(jī)，滾筒采煤機(jī)作為最新的采煤機(jī)，有著智能保護(hù)、故障分析判斷還有人機(jī)操作等多種功能，滾筒采煤機(jī)可以對(duì)所有的滾筒采煤機(jī)的工作情況以及采煤情況進(jìn)行智能化分析和監(jiān)控，保證整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用的安全。滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化的提升離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的支持，還有物理學(xué)和實(shí)際采煤過程中的感知情況，將這些信息的采集和識(shí)別都融入到了程序當(dāng)中。對(duì)采煤機(jī)自動(dòng)化以及智能化控制技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；自動(dòng)化和智能化；控制技術(shù)

采煤機(jī)作為煤礦生產(chǎn)劃時(shí)代的高新設(shè)備，有著重要意義，首先采煤機(jī)提升了采煤的效率和質(zhì)量，將煤炭的種類細(xì)分采集，采煤機(jī)的出現(xiàn)也減少了人工的投入，減少了礦井安全防護(hù)相關(guān)方面的資金。采煤機(jī)自身的機(jī)構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜的，尤其是礦井下的環(huán)境十分惡劣，一般煤礦井下高溫并且粉塵含量較高，采煤機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)很容易導(dǎo)致出現(xiàn)問題，因此采煤機(jī)智能化檢測故障發(fā)生原因就變得十分關(guān)鍵，將故障信息傳輸?shù)街醒胗?jì)算機(jī)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，維修人員可以很快幫助采煤機(jī)再次投入使用。由于采煤機(jī)自身的自動(dòng)化以及智能化，需要技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，但是遠(yuǎn)程監(jiān)控方面的自動(dòng)化程度還需要提升。我國的采煤機(jī)當(dāng)中的監(jiān)控系統(tǒng)主要引進(jìn)國外的相關(guān)設(shè)備，自動(dòng)化程度不高，還需要我們繼續(xù)研發(fā)。

1采煤機(jī)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀

由于我國煤層開采需求的增多，我國的相關(guān)采煤設(shè)備也在不斷研發(fā)，并且趨向自動(dòng)化和智能化，種類也越來越多，但是當(dāng)前最先進(jìn)的還是滾筒采煤機(jī)。我國的煤層開采技術(shù)還是存在不足，初期還需要引進(jìn)先進(jìn)國家的采煤設(shè)施，現(xiàn)在已經(jīng)可以根據(jù)我國煤層的實(shí)際情況進(jìn)行改善了。滾筒采煤機(jī)將截割電動(dòng)設(shè)備水平和垂直方面同時(shí)放置，提升了采煤機(jī)的開采效率和質(zhì)量。我國煤層類型多種多樣，針對(duì)不同煤層的特性，也有多種類型的煤層開采機(jī)械設(shè)備，但在自動(dòng)化和智能化方面還需要提升。

2滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化的關(guān)鍵技術(shù)

2.1監(jiān)控通信技術(shù)

煤礦采集工作有著相當(dāng)復(fù)雜的工作環(huán)境，并且采煤機(jī)的工作時(shí)間和工作強(qiáng)度是很大的，在長期的惡劣環(huán)境下進(jìn)行工作，很容易出現(xiàn)故障和問題，因此我們需要在采煤機(jī)工作過程當(dāng)中應(yīng)用監(jiān)控通信技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控采煤機(jī)的工作情況。在采煤機(jī)當(dāng)中應(yīng)用監(jiān)控通信技術(shù)在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)投入使用了，當(dāng)時(shí)使用的主要監(jiān)控通信技術(shù)還是高壓動(dòng)力載波法，雖然保證了信息的傳遞，但是實(shí)際的工作效率卻不高。新時(shí)代下采煤機(jī)當(dāng)中主要使用的監(jiān)控通信技術(shù)有監(jiān)督視頻機(jī)、遠(yuǎn)程雷達(dá)還有高帶寬的光纖通道進(jìn)行傳輸。監(jiān)控通信技術(shù)當(dāng)中的計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)使用防爆計(jì)算機(jī)，及時(shí)接受設(shè)備傳輸出來的影像和信息，在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)資源和信息的共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行情況的監(jiān)督。高壓動(dòng)力載波法主要在煤層厚度1.3~3.5m這一類的中厚煤層發(fā)揮作用，煤炭的硬度普氏系數(shù)為2~3，屬于中硬煤層。

2.2機(jī)載控制技術(shù)

滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化系統(tǒng)機(jī)載控制技術(shù)是以計(jì)算機(jī)軟件為依托的，是采礦機(jī)投入使用的重要設(shè)備，機(jī)載控制技術(shù)應(yīng)用所依托的計(jì)算機(jī)設(shè)備首先要具備運(yùn)行接口和數(shù)據(jù)信息反饋通道，機(jī)載控制技術(shù)在應(yīng)用過程當(dāng)中會(huì)對(duì)機(jī)載操作的基礎(chǔ)參數(shù)信息進(jìn)行監(jiān)控，和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成配合，提升采煤機(jī)的操作效率和質(zhì)量。采煤機(jī)工作的環(huán)境相當(dāng)惡劣，滾動(dòng)采煤機(jī)進(jìn)行初始設(shè)計(jì)的過程中更加注重智能化方面的提升，希望滾動(dòng)采煤機(jī)可以自身對(duì)煤層信息進(jìn)行監(jiān)控，使用嵌入式控制模板，提升信息收集和分析的能力。采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化技術(shù)還體現(xiàn)在煤層和巖層的自主區(qū)分上，采煤機(jī)對(duì)煤層和巖層進(jìn)行區(qū)分主要依靠截割電動(dòng)機(jī)的工作電流和滾筒調(diào)高油缸的壓力進(jìn)行判定，對(duì)巖層或者是煤層進(jìn)行切割時(shí)，調(diào)高油缸的壓力以及截割電動(dòng)機(jī)的電流有所不同。滾筒碰到巖層之后，截割電動(dòng)機(jī)的工作電流的平均值會(huì)升高，并且數(shù)據(jù)以及調(diào)高油缸的壓力數(shù)據(jù)出現(xiàn)很大波動(dòng)，滾筒采煤機(jī)就可以直接判斷是否接觸到巖層。煤巖識(shí)別工作過程中，采煤機(jī)正常進(jìn)行煤層切割，滾筒采煤機(jī)的下滾筒會(huì)沿著采煤機(jī)程序設(shè)定的路線進(jìn)行切割，這個(gè)時(shí)候采煤機(jī)的壓力以及轉(zhuǎn)速還有電流情況都是一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的狀態(tài)，如果壓力和電流出現(xiàn)了較大波動(dòng)，那么說明切割到了巖石，需要調(diào)整切割的角度和深度。

2.3走控和截割技術(shù)

滾筒采煤機(jī)工作的重點(diǎn)就是采高和走控，采高和走控也是提升采煤質(zhì)量的關(guān)鍵，我們追求滾筒采煤機(jī)的走控以及截割技術(shù)的自動(dòng)化，主要是為了減少技術(shù)人員和探測人員的工作難度，也可以配合滾筒采煤機(jī)的使用。滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化識(shí)別煤層基礎(chǔ)信息有相當(dāng)顯著的應(yīng)用意義，相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)我國的煤層實(shí)際開采情況進(jìn)行了相關(guān)方面的努力，在研究過程當(dāng)中也結(jié)合了多種高新技術(shù)，例如圖像研究方法和地震波測查方法還應(yīng)用到了高分子射線以及地質(zhì)雷達(dá)等多種技術(shù)。但是我國的滾筒采煤機(jī)還是主要使用記憶截割法進(jìn)行操作，這樣的截割方法無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，我國的煤炭儲(chǔ)量非常多，數(shù)量和種類都很多，進(jìn)行實(shí)際開采的過程中一般是不同厚度和硬度的煤層有著不同種類的煤炭資源，需要技術(shù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)督采煤機(jī)的開采進(jìn)度，保證和煤層的變化統(tǒng)一。滾筒采煤機(jī)當(dāng)中近年來也加入了熱成像技術(shù)，采煤機(jī)進(jìn)行截割的過程中可以通過剪裁和拼圖等多種方式來明確不同煤層的分界線，再安裝震動(dòng)傳感設(shè)備，技術(shù)人員進(jìn)行研究和應(yīng)用之前首先就要掌握設(shè)備運(yùn)行的原理和應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域煤層的分布特點(diǎn)，提升判斷的精確度，提升采礦質(zhì)量和效率。

2.4故障預(yù)警技術(shù)

滾筒采煤機(jī)在工作過程當(dāng)中如果遇到了故障是相當(dāng)明顯的，一般表現(xiàn)為劇烈晃動(dòng)或者是工作的停止，但是在煤層開采過程中出現(xiàn)這種問題很可能導(dǎo)致滾筒采煤機(jī)出現(xiàn)質(zhì)量問題，或者是導(dǎo)致煤層的不穩(wěn)定，這就要求滾筒采煤機(jī)有準(zhǔn)確的故障預(yù)警技術(shù)。要想提升故障預(yù)警技術(shù)的效率，我們首先就需要清晰了解采煤機(jī)故障產(chǎn)生的原因，通過對(duì)滾筒采煤機(jī)故障的分析，我們發(fā)現(xiàn)滾筒采煤機(jī)出現(xiàn)故障大部分都是因?yàn)闇囟冗^高或者是震動(dòng)幅度太強(qiáng)導(dǎo)致出現(xiàn)問題，如果我們能在采煤機(jī)出現(xiàn)故障之前就進(jìn)行故障的預(yù)防，那么煤層的開采效率和開采質(zhì)量就變得更加重要。采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化也體現(xiàn)在故障預(yù)警技術(shù)當(dāng)中，采煤機(jī)根據(jù)自身煤層采集的歷史數(shù)據(jù)還有信息等來對(duì)采煤機(jī)當(dāng)中重點(diǎn)零部件的外形和使用情況進(jìn)行分析，采煤機(jī)將這些信息通過光纖傳輸給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行全面判斷。

3總結(jié)

在提升滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化的過程中，我們不能僅僅拘泥于這一種類型采煤機(jī)的使用，對(duì)其他類型的采煤機(jī)也可以進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)測試。伴隨時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，智能化和自動(dòng)化技術(shù)不斷進(jìn)步和提升，我國的煤層開采程度也越來越深入，當(dāng)前攻克困難煤層的煤礦工程越來越多，提升采煤機(jī)的自動(dòng)化和智能化更加重要。自動(dòng)化和智能化應(yīng)用的過程中需要精準(zhǔn)的信息采集和傳輸，計(jì)算機(jī)的處理能力也要滿足要求。滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化和智能化發(fā)展主要還是依靠自動(dòng)化傳遞和影像視頻記錄以及煤層和巖石層的辨別技術(shù)實(shí)現(xiàn)，發(fā)展的過程中要優(yōu)化對(duì)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證整個(gè)采煤機(jī)的穩(wěn)定和安全。

參考文獻(xiàn)：

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作者：蘇月軍 單位：山西焦煤集團(tuán)嵐縣正利煤業(yè)有限公司