我国煤矿掘进机电气控制的发展趋势

我国煤矿掘进机电气控制的发展趋势

李志强

国家能源集团神东锦界煤矿 ，陕西 榆林  719319

摘要：我国目前正处于“中国制造2025”战略任务实现的关键期，多种先进技术被应用于多个领域，对作业质量和效率的提高起到了正向作用。在巷道掘进领域，传统掘进机存在适应性弱、操控范围窄等弊端，操作人员需进入掘进机内部，受外部掘进环境的影响，易出现安全隐患。因此，通过设计电气控制平台实现远程操控成为目前掘进机设计与升级的方向。

关键词：煤矿掘进机；电气控制发展趋势

引言

随着煤矿开采的深入进行，其开采困难和危险系数逐步增加，越来越受到突水、瓦斯、埋深等因素的制约。在开采煤矿时，掘进工作面受到更大的威胁，掘进工作面工人长时间处在高浓度粉尘、高湿度和温度条件的影响，其身体健康较易受到威胁。掘进工作面都是独头进行施工，巷道突水、顶板冒落、瓦斯爆炸等严重威胁煤矿工人的生命安全。根据我国煤矿巷道掘进的特色，务必实现掘进技术和装备的创新，提升快捷化、智能化、并行化、成套化、柔性化水平，保障其稳定性和适应性。当今，绝大部分掘进巷道都在施工中应用分离作业的形式，在没有大面积推广成套的掘进、输送、支护设备之前，智能化掘进机技术的分析对工人劳动负荷的减轻、掘进工作面作业能力的提升有着非常重大的现实作用。

１.掘进机电气控制系统的基本功能

挖掘机电气控制系统有许多功能，主要有以下几个方面:首先，需要监测和控制油泵电机，以确保电力设备在稳定运行的基础上通电。关闭设备时，应先关闭发动机分拆模块，然后关闭油泵电机，有效保护设备，延长设备寿命，避免损坏电气设备的内部结构。二是设备工作正常时，应首先对设备进行良好设计，保证所有功能正常工作，然后打开主切割机电机，保证电气设备稳定运行，避免灰尘对设备工作的影响。第三，在牵引输送机起动前使用重放引擎可以避免发动机过载，提高设备的经济效益。第四，挖掘机由多方向操作系统控制，发动机停止并反转后向运行和前向运行，在应用挖掘机时，应充分考虑功率效应，避免功率过载，可能导致故障五是电气控制系统的保护功能非常完善在运行过程中，它能够检测多个发动机组，了解它们的运行情况，分析功率数据，核实设备的漏电情况，有效保证设备运行的稳定性和安全性。

2.煤炭巷道掘进技术和装备存在的问题

连续采煤机与锚杆钻车配套作业效果不佳；连续采煤机与锚杆钻车配套作二者相互合作，才可共同完成各项煤炭巷道的掘进作业。而连续采煤机完成了一段距离的作业之后，要想进行支护作业为锚杆钻车提供作业空间，则需将连续采煤机调动到其他的煤矿巷道工作，这样不仅会提高煤矿巷道开采的工作难度，还会延长机械的工作时间、提高设备磨损率。此外，连续采煤机与锚杆钻车还需在双巷及多巷的工作环境中，才可进行配套作业，同时在配套作业的时候，转移连续采煤机还需话费过多的时间，致使开采效率降低。其次，连续采煤机与锚杆钻车配套作业时，为保证作业消耗的经济成本处于合理范围，则须有效控制连续采煤机换位时消耗的时间，并确保在换位时机械设备的运作操作稳定。但是配套作业在实际的运作过程中，需要多次调动连续采煤机，如果调动范围超出可控区域，则会影响到采煤机的运作稳定性。因此，连续采煤机与锚杆钻车的结合使用给煤矿作业带来了一定限制。

３.掘进机电气控制的发展趋势

3.1进一步提高电控设备的可靠性

目前，该研究仍侧重于电气设备的可靠性，可以应用新的先进技术。第一，系统地开发了PLC等工业计算机的能力，以充分发挥其功能，应用其可靠性特性来解决多极电路设计中的不足之处。第二，针对继电器和触头等深电压元件专门设计的低压和低压问题进行了优化，以提高加工和制造质量。第三，电气控制、电气控制和电气控制制造过程以及电气控制细节的重要性提高，并应用新的过程通过尽量减少个别肢体、细节问题和技术问题来避免干扰。

3.2系统集成化发展趋势

现在煤矿巷道掘进技术朝着集成化的方向发展着，如快速掘进技术与悬臂式掘进技术的联合使用，是煤矿巷道掘进技术集成化发展的体现。由于我国地质条件复杂多样，煤矿巷道掘进技术系统集成化的发展，还可以更好地适应不同的开挖条件和不同地质的煤矿巷道掘进需求，从而达成有效叠加优势的目标，推动我国煤矿掘进开采业发展。此外，集成化系统还可以提高悬臂式掘进机的工作效率，如在悬臂式掘进机完成割煤工作后，利用临时支护支架形成顶板支护，将采集到的煤炭转运至运锚机中，之后再借助带式转载机将采集的煤炭运送到对应的转载机内部。另外，科研人员需要将巷道掘进工作当做一项系统性的工程进行研究，从而有效分析掘进过程中出现的问题，并通过不断的优化，获取更加科学有效的集成化掘进模式，提高煤矿巷道掘进技术的工作效率。除此之外，工作人员还需不断完善掘进设备，更好地达成支护、掘进与运输作业相结合集成开采目标，从而为煤矿巷道掘进探索出不同的作业模式。

３.3应用遥控技术

控制电源已经有有线遥控器和无线遥控器。遥控器可以远距离操作，改善员工的工作环境，使生产更加安全。展望未来，无线遥控器的可靠性仍在不断提高，功能不断完善，远程控制种类繁多，按键无法满足更复杂的操作要求，需要按键攻击、模拟游戏杆、操纵杆操作、双向远程控制以及受控设备的信息和通信状态的综合组合。下一阶段是为抓手提供可视遥控器，同时在远程位置捕获设备的运行参数和运行状态，从而使员工完全脱离危险区域，个性化操作。

3.4安全性以及抗干扰设计

因为掘进机具备十分复杂的施工环境条件，提升掘进机的安全和抗干扰设计十分关键。在掘进机控制系统中，掘进机电控柜中安装了电器元件、PLC、开关、显示器等，因此，电控柜的设计不但应实现尺寸标准，而且应具备安全的结构，以及务必具备相应的防爆和隔爆性能。此外，电控柜的设计应确保开门的情况下电路断电的安全性，在进行设计时需要安装开门传感器，即在开门前因为其他因素而未曾将控制柜电源断开的情况下，当控制柜门关闭的情况下可以自动跟电源接通、在控制规模打开的情况下自动和电源断开，这样可以确保操作者的人身安全。与此同时，需要将防震装备设计在控制柜上，保障系统不会由于振动而导致误操作。为了保障掘进机的工时不受到影响，不但要进行防震隔爆的电控柜设计，而且应确保选择的PLC程序控制器具备相应的抗电磁效果，具体来讲，其需要做到：PLC程序控制器设计的供电电源务必是独立的；PLC程序控制器的信号传输线路不可与动力电源线路共同排列，避免信号参数受到交流频率的制约；务必在金属控制柜中安装PLC硬件控制设施，如此能够对控制柜之外的电磁信号进行有效屏蔽。

结束语

煤矿巷道掘进是煤炭开采项目中的重要环节，因此，需要不断优化与完善煤矿巷道掘进技术及装备，从而更好地适应新时期提出的发展需求。现阶段，煤矿巷道掘进工程相关人员需客观看待掘进技术与装备存在的问题，探寻出国内发展的短板，从而利用各类先进技术不断缩小与世界先进水平之间的差距。另外，还需利用先进的技术与发展理念，针对我国煤矿巷道掘进进行创新与升级，更好地优化各项技术和设备，提高煤矿巷道掘进效率，减少开采的能源消耗，实现社会与经济效益的和谐发展。

参考文献

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