智能化技术在煤矿巷道掘进机中的应用及发展趋势

智能化技术在煤矿巷道掘进机中的应用及发展趋势

内蒙古，鄂尔多斯市017000Summary：在煤矿开采作业的过程中，巷道掘进施工是非常重要的一环，在实际作业期间，会受到地质环境以及施工技术等因素的影响，所以煤矿企业必须对巷道掘进施工进行全面关注。另外，煤矿掘进的危险性比较大，施工期间容易受到多种因素的影响和干扰。在掘进施工中，必须要结合具体的地质环境，科学合理的选择掘进技术，加强智能化技术在煤矿巷道掘进机中的应用，同时加强对施工安全的管理，提高施工人员的综合素养，促使相关工作更加科学合理的实施，优化采煤综合效率。Keys：智能化技术；煤矿巷道掘进机；应用；发展趋势引言掘进工作作为煤矿开采工作过程中的重要工作环节，为了尽可能提高其工作效率，在现如今这个智能化水平越来越高的社会背景下，应对掘进机远程智能控制技术进行更加深入的研究，及时发现技术运行过程中存在的问题并尽早改进，对其中运用的技术与设备进行不断创新与优化，提高煤矿掘进机控制技术的智能化、先进化水平，从而实现煤矿开采工作效率的大幅度提升。1煤矿巷道掘进机工作的重点针对部分地质条件比较复杂的巷道，在掘进工作实施过程中，爆破掘进手段是极为常见的。炮掘工作面一般需要配套设置煤电站或者是风钻、全液压钻车、装煤机，或者是装岩机、钻装机和刮板输送机、带式输送机等。这些设备在应用时，其安全重点主要体现在以下方面。第一，针对安装有局扇的位置，要保证局扇安全平稳的运行，风筒运行规范，不存在漏风的现象等。第二，巷道内各种管线的布设必须要整齐规范，要保证卫生的清洁，没有积水和杂物等。第三，如果有安装甲烷报警仪，在安装之前需要仔细查看分析，保证其符合规定的要求，空气净化装置运行良好，这样才能有效的保证施工人员的安全。第四，爆破开始前后，也有诸多需要准备的工作，比如说煤矿内部瓦斯情况的检查十分重要，瓦斯含量过高，可能会引发安全事故，降低爆破效果。所以说，在爆破时需要加强监测与分析，保证各项工作的有序实施。另外，在放炮掘进之前，炸药以及雷管等必须要严格的进行管理，按照规定的要求装配引药，爆破工作完成之后，针对没有用完的炸药、雷管等必须要做好相应的管理工作。2智能化技术在煤矿巷道掘进机中的应用及发展趋势2.1智能化技术在煤矿巷道掘进机中的应用分析我国当前的煤矿巷道掘进机远程智能控制系统的主要原理基本一致，都是由硬件系统以及软件系统共同组成，对煤矿巷道掘进机工作过程中的实时状态以及各项参数进行监测，并通过远程智能控制系统对数据进行传输并显示，便于工作人员随时了解掌握设备工作过程中的各种异常状态，并运用相关的软件系统对得出的各项数据与标准值进行比较，根据结果对煤矿巷道掘进机的工作状态以及各项参数自动朝着标准的方向进行调整。（1）工作的基本原理。掘进机远程智能控制系统主要是通过各种系统对接近集中的截割电机、除尘电机、油泵电机等进行自动控制。首先由系统中的各种传感器测出各种信号数据，如油位、速度、压力、油温等，随后将测出的各项数据传递给系统中的PLC控制器，随后由PLC控制器将其与系统中设置的各项标准数据进行比对，根据对比结果发出相应的控制指令，实现掘进机的远程智能控制。（2）硬件系统。掘进机的远程智能控制系统的硬件系统具体组成中主要包括了启动或停止指令的按钮、急停类按钮、对油缸进行操作的按钮、各种不同类型的传感器以及掘进机运行中各部件系统的状态参数，远程智能控制系统的电流、电压等数据信息以及各个角度的摄像头设备等。其中启动或停止指令按钮主要是指掘进机截割电机的启动与停止、油泵机的启动与停止；急停类按钮可分为左急停、右急停等；而油缸操作按钮指的则是升油缸、降油缸等。通过把硬件系统中各个部分数据结合起来，可以有效推测出掘进机的工作状态以及各种故障信息，使其在发生故障后工作人员可以及时了解故障的详细信息并选择合适的解决措施，并且只有在检测到故障解决后掘进机才会继续运行。（3）软件系统。煤矿巷道掘进机远程智能控制技术的软件系统主要依靠的是PLC技术。PLC程序主要可分为系统初始化部分、侏罗纪控制部分、遥控控制部分、CAN通信部分、保护功能部分、变频器控制部分、故障监测部分外加远程操作部分等八个主要部分，该软件系统在实际运用中主要具有以下几点优势：首先在该系统中，由系统自动控制的各个工作模块均可以自由选择自动或手动的操作模式，从而使得掘进机在各种工作环境下都可以自由选择最为合适的运行方式，降低运行损耗。其次，运用该系统远程控制煤矿巷道掘进机，可以使煤矿巷道掘进机在面对各种较为复杂的施工情况时，轻松进行综合操作，从而使掘进机的工作效率更加高效。此外，该系统可以提前设置一些特殊的操作模式，工作人员在操作系统时，系统中的主要控制器可通过各种传感器对这些特定的操作模式进行学习并记忆，并且根据其中的各项参数实施准确的运动模拟。2.2智能化技术在煤矿巷道掘进机中的发展趋势（1）煤矿巷道掘进机的智能化定位功能。井下的施工环境往往较为恶劣，很多时候无论是工作人员还是掘进机的远程监控系统都较容易受到施工环境中粉尘等的影响，导致自身的视觉系统精准度较低，并且较人体视觉而言，机器视觉往往精准度也不高。因此，对煤矿巷道掘进机远程智能控制中的测量工作进行深入研究，并分析出更加科学合理的测量定位方法是当前行业内需要迫切解决的问题。（2）提高煤矿巷道掘进机纠偏功能的强度。受到矿井中各种地质条件的影响，施工环境中的巷道地板平整度通常情况下并不高，甚至很多时候巷道底部会出现严重的高低不平的情况，虽然煤矿巷道掘进机远程智能控制系统自带的位姿纠偏功能能够进行一定程度的纠正，但其纠正能力还不够高，很多时候无法将掘进机调整到准确位置。因此，煤矿巷道掘进机远程控制系统中自动纠偏功能的强度也是行业内需要解决的问题。（3）根据施工环境岩层不同创设相应的施工技术参数。我国地大物博，煤矿分布的环境也较为多样，在面对不同煤矿的地质环境时，往往需要对自身掘进机的技术以及各项截割参数进行改进优化。其中切割头的参数就是需要重点考虑的一项内容。在对切割有的参数进行调整时，可以运用相关的数学模型或公式，在固定切割头的直径以及平均接线间距的情况下，对锥角与分布角进行调整后，掘进机的实际工作效率的变化情况。结束语煤矿巷道掘进工作是一个系统性强且极为庞大的工程项目，在施工期间存在很多影响因素，合理组织巷道施工不仅能提高巷道的安全性，还能加快作业人员的施工速度。随着煤炭开采的强度不断增大及埋深的增加，地质条件也变得更加复杂，在此形势下，煤矿企业开展的巷道掘进工作也具有更大的难度，所以应用智能化技术至关重要。Reference[1]李合菊,魏燕,魏珑.煤矿掘进机远程智能控制技术研究[J].煤矿机械,2021,42(09):49-51.[2]张旭辉,张超,王妙云,等.数字孪生驱动的悬臂式掘进机虚拟操控技术[J].计算机集成制造系统,2021,27(06):1617-1628.[3]张超,张旭辉,毛清华,等.煤矿智能掘进机器人数字孪生系统研究及