煤矿智能矿山自动化开采技术的运用研究
孟祥城 张广征
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孟祥城 张广征,. 煤矿智能矿山自动化开采技术的运用研究[J]. 矿山工程与技术,2024.9. DOI:10.12721/ccn.2024.157435.
摘要:
智能矿山是新时期煤炭资源开发的必然趋势,对智能矿山来说,如何有效地运用自动化采矿技术对现有生产工艺进行优化,直接关系到智能矿山的经济效益与生产效益。为此,智能矿山管理部门必须加强自动化技术的研发与应用,利用自动化技术,改进传统的煤炭资源收集流程,从而更好地保证智能矿山的生产效益、安全和稳定。
关键词: 煤矿;智能矿山;自动化;开采技术;应用分析
DOI:10.12721/ccn.2024.157435
基金资助:

1合理应用自动掘进技术,有效实现综合机械化掘进机自动运行

通过自动掘进技术,能够实现综合机械化掘进机自动运行,并结合传感器对掘进路线环境进行分析,以保证掘进路线的安全性。位置自动检测系统是实现自动掘进的关键技术之一,传统巷道掘进中,地下环境较为复杂,导致掘进周边环境不佳,容易出现意外情况导致无法继续掘进,不仅影响采集效率,还浪费时间成本,而通过自动掘进技术和位置自动检测系统能够有效解决此类问题。位置自动检测主要由智能化监测设备实现,目前,市场上常见的智能化监测设备主要包括全站仪、自动测量系统以及通信设备等,通过智能化监测设备能够对机械化掘进机的实时位置进行监控,防止在掘进过程中出现意外,影响生产。

掘进机上安装传感器和全站仪,当掘进机处于正常运行工作状态时,传感器能够对掘进机在工作中产生的数据及时收集,并传输给处理设备,处理设备经过分析,将掘进机调整到最佳状态。在综合机械化掘进机上安装好各类传感器,例如温度传感器、压力传感器以及速度传感器,这些传感器通过不同方式进行数据收集,当传感器收集到数据后,通过光纤和控制设备将收集到的信息数据传输到控制平台,管理人员可以直接通过网络平台实现对综合机械化掘进机的有效控制,确保综合机械化掘进机按照设定路线进行自动掘进,避免产生安全隐患,提高掘进质量和效率。

2合理应用远程控制系统,有效对掘进设备进行实时监测

远程控制系统是目前煤矿应用最广泛的智能化控制技术之一,其能够对掘进设备进行实时监测,包括掘进过程中的长度和方向,确保设备正常运行。传统的掘进设备由于缺少足够的远程控制系统,必须跟随掘进设备工作,对操作人员的人身安全造成非常大的危害。采用远程控制系统对掘进设备进行控制能够减少工作量,提高控制安全性和实效性。

3合理应用采煤智能化勘探技术,实现煤环境信息勘探

在煤炭资源采集中,利用煤炭开采智能探测技术能够实现对煤炭资源周边环境的信息探测,为后续采集工作开展提供保障。煤炭开采智能探测技术的主要内容是对采集区域环境进行探测,评估采集区域中是否存在砂砾和石块,便于制定采集方案。通过煤炭开采智能探测技术,能够实现对煤岩分界情况的精确探测,在煤炭开采智能探测技术中,针对煤岩分界,主要通过超声技术实现探测,向探测区域发射多普勒雷达脉冲信号,多普勒雷达脉冲信号在接触煤炭资源和岩石时产生的反射效应存在明显差异,因此,通过接收反射多普勒雷达脉冲信号就能对探测区域的情况进行划分,实现探测效果。

4合理应用三维地震勘探技术,确定可能发生地点

在开展岩巷掘进工作前,施工人员需要对周围环境和地质具有清晰认知,防止由于盲目掘进而损害地质环境。因此,勘察工作是岩巷掘进施工的关键前提。目前,规模较大的煤炭开采单位使用三维地震勘察技术进行环境勘察,三维地震勘察技术能够有效进行勘察工作,具有良好的勘察精确度,能够为岩巷掘进施工提供有效的数据保障。通过三维地震勘察技术能够明确可能产生地震的位置,通过检测并做出判断后,管理人员可以向自动开采设备发出指令,使设备在运行过程中绕过可能出现地震的区域,避免设备质量受损,为煤炭采集工作的安全性和稳定性提供保障。

5合理应用PLC技术,提高煤矿机电控制系统的稳定性与抗干扰性

PLC技术是新时代各行业常用的自动控制技术之一,在使用中具有很多优点,PLC也被称为“可编程逻辑控制器”,通过PLC能够在控制器内部进行运算和定时,并按照设定内容对控制设备发出指令,完成控制工作。使用PLC技术可以增强煤矿继电控制系统的稳定性和抗干扰性力,防止在使用过程中由于外界干扰因素而影响使用效果。同时,PLC技术还能够提高控制系统的运算速度和处理能力,PLC技术通过编程能够更加快速计算并提高效率,使控制工作更加顺畅。在智能矿山中,PLC技术能够应用于各个控制系统中,例如皮带运输机、井下风门以及提升机等,通过PLC技术实现自动控制能够起到非常好的控制效果。

例如,采用PLC技术对胶带运输机进行自动控制,胶带运输机是煤矿的重要设备之一,利用PLC技术能够对胶带运输机实现自动控制,可以提高胶带运输机的使用质量和效率。将胶带运输机的数据通过PLC技术上传控制面板,能够让管理人员根据设定值进行操作,根据实际需求,对皮带运输机操作电流进行调节,达到自动减速控制的效果。而当胶带运输机实际值低于设定值时,胶带运输机会自动提高速度,以此提高生产效率。

除胶带运输机外,采用PLC技术对煤矿井下风门进行控制,同样能够起到自动控制效果。井下风门对于煤矿采油工程安全性具有非常重要的影响,如果井下风门的控制质量不佳,就会导致井下环境中大量易燃易爆气体无法及时排出,引发安全隐患。而PLC技术能够有效改善井下风门的控制精确度,提高生产安全性。通过PLC技术构建井下风门控制系统,采用传感器对检测车辆进行实时监测,如果传感器感应到有运输车辆经过,就会发出指令控制风门开启,而没有检测到车辆时,风门会始终保持关闭。通过PLC技术对井下风门进行控制,能够有效提高工作效果并减少人力成本,为煤矿采集工程提供更好的安全性。

提升机是煤矿采集工程中常用的机械设备之一,主要作用是通过施加提升力提起重物,提升机在传统煤矿机电控制系统中往往通过继电器控制,由于继电器反应速度较慢,导致提升机效率和安全性较低,经常出现安全隐患,影响采集工作。而利用PLC技术对煤矿提升机进行改造后,能够实现对提升机设备的精确控制,使提升机设备的加速和减速更加灵活,防止出现安全隐患问题。同时,利用PLC技术还能够对提升机设备进行自动修复和诊断,由于PLC技术自身具有逻辑运算能力,可以利用PLC技术对提升机自我诊断功能进行改善,当提升机出现故障时,及时停止运行并检查故障部位,对于设备使用安全性能够起到非常好的帮助。提升机设备在采集过程中经常会出现故障,导致无法正常移动,甚至造成过卷现象,引发安全隐患,而通过PLC技术可以对提升机设备的接收点反馈模式进行优化,当出现故障现象时,及时发出指令,反馈点接收到后会自动停止运行,确保提升机使用安全。

6结束语

综上所述,我国拥有世界上最大的煤炭储量,进入新的经济发展时期,各产业对煤炭资源的需求越来越大,煤炭开采项目也越来越多。近几年来,机械化采煤逐渐成为煤矿转型的主流,利用机械设备来完成煤炭的收集工作,既能降低劳动力成本,又能提高开采的安全,为人身安全提供有效的保证。因此,为了保证未来煤炭资源的合理利用,煤矿技术人员有必要加强对自动化采煤技术的学习。

参考文献

[1]张金亮.煤矿智能矿山自动化开采技术的运用研究[J].电子技术与软件工程,2023,(04):96-99.

[2]蔡峰,王陈书略,黄韶杰.煤矿智能矿山自动化开采技术与应用[J].内蒙古煤炭经济,2023,(02):130-132.

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