1.掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割技術(shù)

掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割可通過實(shí)時(shí)獲取截割頭空間位置坐標(biāo)、自動(dòng)截割導(dǎo)航和截割軌跡實(shí)時(shí)調(diào)整來完成，并利用數(shù)控加工技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。掘進(jìn)機(jī)在巷道中的工作位置分為對(duì)心和偏心兩種狀態(tài)，處于后一種狀態(tài)時(shí)掘進(jìn)機(jī)受到不平衡傾覆力矩影響，振動(dòng)和噪聲都很大，故應(yīng)采用前一種狀態(tài)。通過合理設(shè)置截割斷面參數(shù)和切割軌跡參數(shù)確保截割頭按照預(yù)設(shè)軌跡完成截割。再利用DSP運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，以提高系統(tǒng)控制精度。例如截割斷面尺寸的確定，首先根據(jù)理論截割范圍，即以回轉(zhuǎn)臺(tái)為中心的切削球面在巷道橫斷面上的投影，也就是一個(gè)圓形，只要實(shí)際截割范圍在該圓形內(nèi)，掘進(jìn)機(jī)都能在改變工作位置情況下完成一個(gè)工作循環(huán)的截割。將截割參數(shù)存于DSP內(nèi)，就能確定工作路線及工作循環(huán)次數(shù)。

2.掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)糾偏技術(shù)

掘進(jìn)機(jī)在完成截割落煤、裝煤和運(yùn)煤一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行下一個(gè)自動(dòng)截割之前要進(jìn)行自動(dòng)糾偏操作，使掘進(jìn)機(jī)沿巷道中心線前進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)前行是否滿足設(shè)計(jì)要求，主要通過方向和位置進(jìn)行判別。判斷掘進(jìn)機(jī)方向的元件是三維電子羅盤儀，通過檢測(cè)掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)方向與地磁正北方向的夾角，即可確定掘進(jìn)機(jī)中性線與巷道設(shè)計(jì)中心線角度偏差，再利用激光指示儀指向，可控制掘進(jìn)機(jī)沿設(shè)計(jì)目標(biāo)前進(jìn)。判斷掘進(jìn)機(jī)中性線與巷道設(shè)計(jì)中性線位置偏離的執(zhí)行元件是超聲波測(cè)距傳感器，左面設(shè)置2個(gè)，右面設(shè)置3個(gè)。利用超聲波回聲測(cè)距以及精確測(cè)量時(shí)差就能夠測(cè)出傳感器與目標(biāo)之間的距離，再通過二軸傾角傳感器檢測(cè)機(jī)身與水平面之間的俯仰角以及機(jī)身側(cè)傾角控制掘進(jìn)機(jī)沿有利位置前進(jìn)。利用行走馬達(dá)、比例電磁閥及PLVC控制單元可調(diào)整掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)方向和位置。

3.掘進(jìn)機(jī)煤巖識(shí)別技術(shù)

煤層和巖石硬度上的差別反映在掘進(jìn)機(jī)截割負(fù)荷的差異，具體到截割作業(yè)，截割煤層與截割巖層時(shí)截割電機(jī)的電流、旋轉(zhuǎn)油缸壓力、升降油缸壓力以致速度等參數(shù)都會(huì)發(fā)生改變，依據(jù)同一巷道截割不同層面下煤與巖石的參數(shù)值，就可以對(duì)煤、巖界面進(jìn)行判別。截割過程中底板、頂板和兩幫可依據(jù)這個(gè)原則進(jìn)行識(shí)別。例如沿底板截割時(shí)，如果截割軌跡在底板以上范圍遇到的巖石可判斷為夾矸，這種情況下可通過控制電磁比例閥降低進(jìn)給速度繼續(xù)截割；而在底板以下范圍遇到巖石可判斷為底板，可不斷抬高截割頭進(jìn)行水平截割嘗試，直至發(fā)現(xiàn)煤層。

摘要：以掘進(jìn)機(jī)伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為對(duì)象，聚焦懸臂式掘進(jìn)機(jī)，在對(duì)其進(jìn)行綜合論述的基礎(chǔ)上，對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)及其不足進(jìn)行綜合分析，繼而開展懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化探究，希望能夠?yàn)槠渌V井掘進(jìn)機(jī)伸縮臂改良優(yōu)化提供幫助和借鑒。

關(guān)鍵詞：礦井；巷道掘進(jìn)；懸臂式掘進(jìn)機(jī)；伸縮臂掘進(jìn)機(jī)

作為煤礦井下巷道施工作業(yè)必須的重要設(shè)備，確保掘進(jìn)機(jī)截割作業(yè)的高效、高質(zhì)是推動(dòng)生產(chǎn)持續(xù)、高效開展的關(guān)鍵所在[1]。而伸縮結(jié)構(gòu)作為掘進(jìn)機(jī)的主要構(gòu)成組件，確保其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性，對(duì)于提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)效率意義重大。本次研究以懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂為對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化開展分析探究，對(duì)于推動(dòng)煤礦高效高質(zhì)生產(chǎn)意義重大。

1懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂概述

煤礦井下巷道掘進(jìn)中所用懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂大體分為內(nèi)伸縮和外伸縮兩種類型[2]。1.1內(nèi)伸縮式伸縮臂。這種類型的伸縮臂也被稱為套筒式伸縮臂，可分為伸縮部分與固定部分，其中，伸縮部分主要指截割頭、花鍵主軸、保護(hù)筒和內(nèi)筒；固定部分主要指截割電機(jī)、減速裝置和聯(lián)軸裝置。作業(yè)時(shí)，通過導(dǎo)鏈與花鍵聯(lián)鏈，在伸縮油缸的作用下，推動(dòng)固定部分移動(dòng)，完成伸縮作業(yè)。這種類型的伸縮臂主要特征為尺寸小、結(jié)構(gòu)緊密、伸縮作業(yè)靈活性高，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。1.2外伸縮式伸縮臂。這種類型的伸縮臂也被稱為滑架式伸縮臂，其主要將連軸裝置、截割電機(jī)和減速裝置聯(lián)成整體，從而形成可伸縮部分，以回轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接的滑架作為固定部分。作業(yè)時(shí)，伸縮部分安裝于滑架內(nèi)，通過伸縮油缸實(shí)現(xiàn)來回整體伸縮移動(dòng)。這類伸縮臂的主要特征為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、制造方便，同時(shí)，主軸與減速裝置軸向固聯(lián)，具有很好的密封性能。但是，這也使得移動(dòng)部分質(zhì)量偏大，在伸縮作業(yè)時(shí)對(duì)機(jī)器穩(wěn)定性有影響。

2伸縮臂結(jié)構(gòu)及不足分析

眾所周知，隨著煤礦開采水平的不斷提高和生產(chǎn)能力的加大，對(duì)煤礦的采掘接替關(guān)系也要求越來越嚴(yán)格和緊張，在目前的技術(shù)水平的限制下，能夠確保我礦實(shí)現(xiàn)正常采掘銜接關(guān)系，其唯一可行的辦法就是要提高煤巷掘進(jìn)的進(jìn)尺，這樣才能保證煤礦正常生產(chǎn)，達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)計(jì)劃和目標(biāo)，因此，有效的提高煤巷掘進(jìn)的進(jìn)尺和掘進(jìn)速度勢(shì)在必行，提高煤巷掘進(jìn)進(jìn)尺對(duì)于保證采區(qū)正常采掘接替具有非常重要的作用和意義，為了能夠找到一種實(shí)現(xiàn)煤巷掘進(jìn)快速的施工方法，包括實(shí)施先進(jìn)科學(xué)的施工組織管理和采用較為先進(jìn)一些的施工機(jī)械和設(shè)備。有效地避免由于遇到一些突發(fā)的地質(zhì)構(gòu)造和礦壓而停滯了掘進(jìn)速度．完不成正常的銜接，影響了礦上的整體部署，影響了煤炭產(chǎn)量。這是擺在每一位煤礦管理者和工程技術(shù)人員面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。我礦在各個(gè)掘進(jìn)隊(duì)中開展了工作面寫真記實(shí)活動(dòng)，并且從中找出了影響掘進(jìn)單進(jìn)的因素，提出了提高煤巷掘進(jìn)單進(jìn)的具體措施及辦法。下面就如何提高煤巷掘進(jìn)進(jìn)尺談一些看法。

1提高機(jī)械化掘進(jìn)率

通過對(duì)寫真記實(shí)的分析顯示，從而可以看出，鉆爆法掘進(jìn)是我礦煤巷掘進(jìn)趕進(jìn)尺的領(lǐng)頭羊和中堅(jiān)力量，而且這種掘進(jìn)方法需要的人員投入也比較少，成本也比較低。因此，在我礦生產(chǎn)技術(shù)條件允許的條件下，應(yīng)該盡可能的增加鉆爆法掘進(jìn)設(shè)備，加大對(duì)鉆爆法掘進(jìn)隊(duì)伍的投入，提高鉆爆法掘進(jìn)隊(duì)伍的綜合素質(zhì)是使得煤巷掘進(jìn)進(jìn)尺得到提高的有效方法和手段，也是保證煤礦正常生產(chǎn)和正常接替的主要方法。

2從技術(shù)上入手，提高掘進(jìn)單進(jìn)

影響煤巷掘進(jìn)進(jìn)尺的另外一個(gè)重要因素就是掘進(jìn)的煤巷的巷道斷面大小以及對(duì)巷道所采取的支護(hù)型式。對(duì)于巷道斷面大小的優(yōu)化設(shè)計(jì)和巷道的支護(hù)型式的選擇都是提高煤巷掘進(jìn)的前提和基礎(chǔ)。經(jīng)過我們的施工實(shí)踐以及有關(guān)資料都顯示，在煤礦生產(chǎn)滿足條件的前提下和允許的情況下，合理設(shè)計(jì)巷道斷面和開挖量，盡可能的符合要求，這是提高煤巷掘進(jìn)速度的有效方法和途徑之一，我們可以在不影響巷道掘進(jìn)的前提下，盡可能的縮小巷道斷面，使得煤巷的開挖量減少，并且這樣還能夠縮短正規(guī)循環(huán)時(shí)間。選擇合理可靠的支護(hù)方式也提高煤巷掘進(jìn)速度的有效方式之一，支護(hù)形式的選擇必須要考慮到機(jī)械化施工和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度以及操作的方便性，在進(jìn)行煤巷施工時(shí)，支護(hù)形式的選擇應(yīng)該與煤巷的地質(zhì)條件和支護(hù)參數(shù)有關(guān)，由于我礦的一些特殊地質(zhì)條件，我礦采用的支護(hù)方式是礦用11#工字鋼梯形架棚支護(hù)，這種支護(hù)方式，能夠很好的滿足煤礦回采巷道服務(wù)時(shí)間的要求，并且還能夠加快掘進(jìn)進(jìn)度和施工速度。

3抓質(zhì)量、保安全、促單進(jìn)

1概述

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高產(chǎn)高效礦井的是煤礦企業(yè)發(fā)展的必然要求，具體要求有以下幾點(diǎn)：①以大功率、高可靠性長壁綜采生產(chǎn)技術(shù)為核心，提高工作面單產(chǎn)，減少回采面數(shù)目，簡(jiǎn)化巷道布置，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高效集約化生產(chǎn)；②改革礦井巷道布置、巷道掘進(jìn)支護(hù)，改革礦井提升和運(yùn)輸系統(tǒng)，擴(kuò)大采區(qū)(盤區(qū))尺寸，增加工作面推進(jìn)長度，加大巷道的有效斷面，以實(shí)現(xiàn)綜采工作面的連續(xù)、高效生產(chǎn)；③大力采用煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，加快煤巷掘進(jìn)速度，以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面快速推進(jìn)的需要；④改進(jìn)和發(fā)展煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，解決長距離、大斷面煤巷合理支護(hù)問題，便于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效工作面連續(xù)、安全生產(chǎn)。其中，采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的主要途徑。所以要適應(yīng)工作面快速推進(jìn)的需要，就必須發(fā)展綜掘技術(shù)，廣泛應(yīng)用錨桿和錨網(wǎng)支護(hù)，在有條件的礦井實(shí)現(xiàn)掘錨一體化，以及推廣應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)。

2綜掘技術(shù)簡(jiǎn)介

綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)是由掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、輸送機(jī)等組成的綜合性配套技術(shù)，在～條用掘進(jìn)機(jī)掘的巷道內(nèi)，將測(cè)量定向掘進(jìn)、運(yùn)煤、通風(fēng)、除塵、材料運(yùn)輸、巷道支護(hù)、供水、供電、排水系統(tǒng)等設(shè)備配套成龍，形成一條效率高、相互配合、連續(xù)均衡生產(chǎn)的、完整的掘進(jìn)系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、支護(hù)機(jī)械化作業(yè)，從而提高掘進(jìn)速度和經(jīng)濟(jì)效益。

3煤巷快速掘進(jìn)的措施

3．1選用性能優(yōu)良的掘進(jìn)機(jī)．提高設(shè)備可靠性掘進(jìn)機(jī)是實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備。巷道掘進(jìn)效率及其經(jīng)濟(jì)效益的提高取決于選擇適應(yīng)工作狀況和條件的掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)設(shè)備的工作對(duì)象是煤巖及部分礦物，工作時(shí)振動(dòng)沖擊大，加之井下環(huán)境惡劣，因此要根據(jù)使用條件進(jìn)行選擇，要求掘進(jìn)設(shè)備必須保持長期連續(xù)工作。通過引進(jìn)和國產(chǎn)化工作，我國掘進(jìn)機(jī)的制造水平和使用已邁上了新臺(tái)階，開始了我國掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的自主發(fā)展。國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)在液壓、電氣．元件的選用上，必須嚴(yán)格篩選，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)部分國內(nèi)產(chǎn)品難以過關(guān)的關(guān)鍵元器件應(yīng)當(dāng)選用先進(jìn)國家的產(chǎn)品。在齒輪傳動(dòng)裝置及機(jī)械連接裝置方面，盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)，采用獨(dú)立部件或組件。在有條件的地方以嵌裝式結(jié)構(gòu)代替螺栓組結(jié)構(gòu)，采用模塊組裝方式，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，便于機(jī)械的拆裝檢修，又可大大提高設(shè)備可靠性。最終達(dá)到機(jī)器穩(wěn)定性好，截割效率高，操作、維修方便，運(yùn)行安全可靠的目的。

1掘進(jìn)工作面氣幕除塵技術(shù)研究現(xiàn)狀

掘進(jìn)通風(fēng)的方式有四種，為混合式、抽出式壓入式和可控循環(huán)式。掘進(jìn)通風(fēng)除塵技術(shù)是以壓抽混合式通風(fēng)作為基礎(chǔ)的，然后配合使用除塵器由此發(fā)展而來。秦躍平等研究“長壓短抽”式除塵通風(fēng)時(shí)掘進(jìn)巷道中粉塵運(yùn)移和分布規(guī)律，與壓風(fēng)筒口位置、抽吸比及壓入風(fēng)量等通風(fēng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而分析對(duì)粉塵分布范圍及其濃度的影響。前蘇聯(lián)謝別列夫等學(xué)者對(duì)礦用空氣幕進(jìn)行了大量的研究，并在20世紀(jì)50年代將空氣幕引入礦山巷道中。

2抽塵凈化裝置設(shè)計(jì)

新式機(jī)械除塵凈化裝備采用掘進(jìn)機(jī)噴霧降塵系統(tǒng)和抽塵凈化系統(tǒng)的組合，使二者配合，達(dá)到高效除塵的效果。一方面要降低粉塵產(chǎn)生量，利用內(nèi)噴霧將大部分粉塵消滅在產(chǎn)塵的初期，外噴霧防止粉塵擴(kuò)散、并將大顆粒的粉塵沉降下來。噴霧降塵無法將粉塵全部消除，尤其是微細(xì)粉塵。如圖1所示為抽塵凈化裝置示意圖，除塵風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓把掘進(jìn)產(chǎn)生的含塵空氣抽吸到凈化器內(nèi)部，隨氣流繼續(xù)運(yùn)動(dòng)被除塵器疊板阻擋攔截并沉降。噴霧水由電磁閥控制，水壓力不小于0．5MPa。除塵器疊板由多層波形不銹鋼絲網(wǎng)組成，各層篩網(wǎng)又交替用很細(xì)的不銹鋼金屬絲編制而成。除塵器就是由這樣一組波紋板組成，被噴霧潤濕的粉塵顆粒經(jīng)過除塵器疊板時(shí)基本上被粘附捕集，并順金屬絲向下流到集水圓錐體內(nèi)，污風(fēng)得到很好的凈化。除塵器在系統(tǒng)中位置，最初考慮布置在轉(zhuǎn)載機(jī)上，這樣除塵器就可隨轉(zhuǎn)載機(jī)同時(shí)隨掘進(jìn)機(jī)移動(dòng)。后來考慮除塵器固定穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)載機(jī)的強(qiáng)度，轉(zhuǎn)載機(jī)需要重新設(shè)計(jì)加固，另外安裝高度要高，將限制其使用范圍。

3安裝位置分析

為了滿足系統(tǒng)對(duì)工作面的有效供風(fēng)量要求，更換了2×30KW大功率的風(fēng)機(jī)和高質(zhì)量的風(fēng)筒;為了保證濕式降塵器內(nèi)噴嘴的霧化效果和防止噴嘴堵塞，降塵器供水采用了清水，并在除塵空間上設(shè)置了過濾器。系統(tǒng)成套設(shè)備下井安裝調(diào)試完畢，并開始了井下工業(yè)性試驗(yàn)。累計(jì)共試驗(yàn)98個(gè)工作日，共掘進(jìn)距離1240m，試驗(yàn)期間，由礦上通風(fēng)科對(duì)工作面粉塵情況進(jìn)行測(cè)定。式中總粉塵濃度降塵率達(dá)97．8%～98．4%;呼吸性粉塵降塵率達(dá)97．2%～97．9%;降塵器總粉塵濃度降塵達(dá)98.2%;呼吸性粉塵降塵率達(dá)98．0%。如圖2所示為除塵凈化系統(tǒng)布置示意圖，除塵凈化系統(tǒng)隨同掘進(jìn)機(jī)同步移動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)同步移動(dòng)，將抽塵風(fēng)筒固定在掘進(jìn)機(jī)上，吸入口位于司機(jī)的前方1．2m處，除塵器和離心風(fēng)機(jī)放置在同一個(gè)架子上并騎跨在伸縮式膠帶機(jī)的機(jī)尾架上，通過橋式轉(zhuǎn)載機(jī)與掘進(jìn)機(jī)聯(lián)系在一起實(shí)現(xiàn)同步。

1煤炭企業(yè)高效掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1．1半煤巖巷掘進(jìn)應(yīng)用的技術(shù)

通常來講，大中型煤炭企業(yè)都配備有完善的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。在巷道掘進(jìn)施工作業(yè)開始前，參照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和地質(zhì)條件實(shí)際，技術(shù)人員會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)是否屬于半煤巖巷進(jìn)行論證。當(dāng)施工礦井被判定為半煤巖巷是，針對(duì)半煤巖實(shí)行掘進(jìn)，需要結(jié)合地質(zhì)等實(shí)際情況，借助必要的輔助作業(yè)方式，除利用機(jī)械操作外，還可以利用高效工具。通過高效掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，可以大幅度降低半煤巖巷作業(yè)中的安全事故，保障安全的煤礦開采環(huán)境。

1．2煤巷掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

煤巷屬于煤礦掘進(jìn)的途徑，煤巷掘進(jìn)技術(shù)主要由三項(xiàng)技術(shù)組成，配套、懸臂和單體，主要是滿足多樣化煤礦開采的環(huán)境要求。懸臂與單體這種機(jī)械類的掘進(jìn)技術(shù)，在現(xiàn)代煤礦中較為常用，可以提高掘進(jìn)效率。目前被很多煤炭企業(yè)開始應(yīng)用的高效掘進(jìn)機(jī)，重點(diǎn)應(yīng)用于煤巷掘進(jìn)中，一方面滿足煤巷開采，另一方面體現(xiàn)高效支護(hù)，隨著技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定和高效，今后一定會(huì)更好地滿足煤巷開采掘進(jìn)作業(yè)的需要。

2煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)

摘要：煤炭資源在我國的生產(chǎn)生活中都占據(jù)了重要的位置，隨著能源逐漸緊缺，在科技的推動(dòng)下，煤礦挖掘工作需要進(jìn)行不斷的改革和創(chuàng)新，跟上科技和時(shí)代的步伐，向自動(dòng)化方向發(fā)展，才能全面提升煤礦生產(chǎn)的水平?；诖耍疚尼槍?duì)煤礦掘進(jìn)工作面的自動(dòng)化現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，從六個(gè)方面來探究了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的實(shí)際應(yīng)用。以此為研究者提供一些參考。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)；工作面；自動(dòng)化技術(shù)

在能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的當(dāng)下，人類加強(qiáng)了對(duì)再生能源的開發(fā)和利用。但是煤礦資源在未來的發(fā)展時(shí)間里，仍然是人類賴以生存的主要能源。提高煤礦資源開采的效率，增強(qiáng)工作的安全性，是當(dāng)前重要的研究話題。而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的解決這些問題，利用計(jì)算機(jī)智能技術(shù)對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面進(jìn)行全面的分析，從而實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)測(cè)和控制，推動(dòng)工作的有序進(jìn)行。

1煤礦掘進(jìn)工作面自動(dòng)化的現(xiàn)狀分析

從1990年開始，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的改革，并深入到了各行各業(yè)中，人們的生產(chǎn)和生活開始被計(jì)算機(jī)技術(shù)所影響，其中，信息技術(shù)成為了引領(lǐng)時(shí)代生產(chǎn)和管理的重要技術(shù)。煤炭作為一項(xiàng)重大的工業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目，作為最重要的能源開發(fā)項(xiàng)目，世界上的發(fā)達(dá)國家也開始使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來推動(dòng)煤礦生產(chǎn)和開發(fā)的發(fā)展，將其生產(chǎn)工作迅速的推向了自動(dòng)化和信息化的狀態(tài)。同時(shí)，大型企業(yè)開始利用信息化的智能技術(shù)來進(jìn)行經(jīng)營管理，有效的提高了企業(yè)的控制管理水平，推動(dòng)了煤礦行業(yè)的迅速發(fā)展。另外，在生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化和信息化技術(shù)的應(yīng)用，極大的提高了生產(chǎn)效益，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益，也為后期企業(yè)的大規(guī)模發(fā)展提供了有利的條件[1]。但是，我國的技術(shù)條件相對(duì)落后，所以煤炭行業(yè)在信息化和自動(dòng)化的建設(shè)上，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于發(fā)達(dá)國家。同時(shí)，我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平在起步階段發(fā)展緩慢，被有效的運(yùn)用到煤礦挖掘工作中的更是少之又少。特別是在自動(dòng)化的管理系統(tǒng)上，都難以形成比較健全的模式，無法靈活的運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行煤炭資源的開發(fā)和利用。當(dāng)前，我國的自動(dòng)化技術(shù)有了空前的進(jìn)步，自動(dòng)化的系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用到了各種行業(yè)中。特別是在煤礦的開采上，引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)備機(jī)器、生產(chǎn)技術(shù)等。但是在煤礦掘進(jìn)工作面上，還存在發(fā)展比較緩慢的現(xiàn)象，所以加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究，是推動(dòng)我國煤炭行業(yè)迅速發(fā)展的重要策略。

2自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用研究

摘要：我國煤礦資源在經(jīng)由多年的開發(fā)以后，淺層資源逐步被開發(fā)，而更多的煤礦資源集中在深層，在煤礦生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大的過程中，隨著開采條件的日益復(fù)雜與惡劣，人們對(duì)巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)提出了更高的要求，必須要在保障煤礦安全開發(fā)的過程中，選擇最佳的掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)，提高煤礦資源開發(fā)的整體效率，為煤礦企業(yè)贏得更大的發(fā)展契機(jī)。基于此，分析了煤礦采礦工程中巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用，有利于為煤礦資源開發(fā)提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦工程；巷道掘進(jìn)；支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用

1.巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要性

在煤礦資源的開發(fā)過程中，由于很多煤礦資源處于地下復(fù)雜的環(huán)境條件下，在開采過程中存在著諸多的不確定性風(fēng)險(xiǎn)，為保障煤礦資源的順利開發(fā)，煤礦企業(yè)需要在作業(yè)之前進(jìn)行詳細(xì)的開采流程制定，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上保障開發(fā)工作的順利進(jìn)行，保障開發(fā)的安全性。地下開采作業(yè)中，采礦人員必須要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合煤礦的分布條件，做好施工地下的場(chǎng)地支撐，進(jìn)而為資源開采創(chuàng)造相對(duì)安全的環(huán)境條件，使得在整個(gè)的煤礦資源開發(fā)過程中，相關(guān)人員能夠及時(shí)將煤炭開發(fā)出來的煤炭運(yùn)送出去，而在此過程中，對(duì)于支架保護(hù)方法的要求相對(duì)較高。巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用是為了保障煤炭資源的高效開發(fā)，通過這些技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠使得開采作業(yè)穩(wěn)步進(jìn)行，并結(jié)合實(shí)際的工期要求，保障作業(yè)的安全性、高效性。煤礦所處的地下環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，在資源開發(fā)過程中常常會(huì)存在諸多的限制，極易誘發(fā)現(xiàn)場(chǎng)塌方等安全事故，只有保障了掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，才能夠從根本上預(yù)防各類事故的出現(xiàn)，為開采作業(yè)創(chuàng)造相對(duì)安全的井下環(huán)境。

2.煤礦采礦工程中巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)

（1）做好地質(zhì)勘探工作。在煤礦資源的開發(fā)過程中，為保障資源的順利開發(fā)，提高作業(yè)的安全性，必須要注重巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。而技術(shù)應(yīng)用的前提就是有關(guān)人員需要切實(shí)做好煤礦采礦工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘探工作，只有在掌握了工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件以后，方可在多種的掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)中選擇最符合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的技術(shù)，以保障技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。因此，無論是任何的煤礦采礦工程，在實(shí)際的開采作用中，都需要切實(shí)做好煤礦相應(yīng)的地質(zhì)勘探工作，應(yīng)用科學(xué)的勘測(cè)技術(shù)，保障工程現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘探資料的完整性與準(zhǔn)確性，使得整個(gè)的開采作業(yè)能夠順利進(jìn)行，煤礦采礦工程的地質(zhì)勘探過程中，可以充分應(yīng)用三維地震勘探方式。（2）綜合機(jī)械化掘進(jìn)。煤礦的開采作業(yè)中，巷道掘進(jìn)與支護(hù)作為其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在實(shí)際的施工作業(yè)中，往往需借助于專業(yè)的機(jī)械設(shè)備來完成。掘進(jìn)機(jī)械的選擇與應(yīng)用在很多時(shí)候會(huì)對(duì)開采作業(yè)起到關(guān)鍵性的作用?，F(xiàn)階段，隨著技術(shù)的進(jìn)步，掘進(jìn)機(jī)械也日益進(jìn)步，且不同的掘進(jìn)機(jī)械適用于不同的條件，在煤礦采礦工程中，采礦企業(yè)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，來進(jìn)行掘進(jìn)技術(shù)、掘進(jìn)設(shè)備的選擇，如綜合技術(shù)掘進(jìn)、半煤半巖石技術(shù)掘進(jìn)、全煤巖技術(shù)掘進(jìn)等都是應(yīng)用較多的技術(shù)，而掘進(jìn)設(shè)備上，可以選用懸掛式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)換機(jī)與電鉆機(jī)械等的配合來完成?？傊旱V采礦工程中，相關(guān)人員必須要結(jié)合采礦工程的具體情況，選擇掘進(jìn)技術(shù)與設(shè)備。（3）瓦斯的排放在煤礦采礦工程中，瓦斯?jié)舛瘸^了正常的限值將會(huì)使得采礦工程面臨較大的安全威脅，因此，在掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過程中，同樣需要注重瓦斯的抽放，將礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛瓤刂圃诤侠淼姆秶鷥?nèi)。在煤礦掘進(jìn)作業(yè)開始之前，專業(yè)人員必須要詳細(xì)了解煤礦通道內(nèi)是否存在瓦斯，是否需要進(jìn)行瓦斯的抽取，如果抽取方式應(yīng)用不合理，或者抽放不徹底，都會(huì)在后續(xù)的采礦工程中出現(xiàn)較大的安全事故。（4）做好通風(fēng)防塵工作巷道掘進(jìn)的過程中，往往會(huì)伴隨著大量的粉末，甚至?xí)霈F(xiàn)一些有害氣體，比如二氧化碳，這種情況下，必須要及時(shí)對(duì)這些有害氣體、粉末進(jìn)行處理，一旦處理不及時(shí)，可能會(huì)對(duì)采礦作業(yè)人員的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。通常條件下，針對(duì)這種方式最為有效的處理就是進(jìn)行通風(fēng)防塵，在井下相應(yīng)的位置進(jìn)行排風(fēng)裝置的設(shè)置，在排風(fēng)裝置的安裝過程中，主要包含了設(shè)備通風(fēng)與自然風(fēng)，在安裝的過程中需妥善處理好二者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，使得進(jìn)入礦井內(nèi)的風(fēng)量能夠滿足實(shí)際的需求，創(chuàng)造更為安全、穩(wěn)定的井下作業(yè)環(huán)境。在一些礦井作業(yè)中，還可以利用吸塵機(jī)來進(jìn)行粉塵的處理，以降低井下通道內(nèi)粉塵的含量。

摘要：煤礦采掘容易受地質(zhì)環(huán)境因素影響，采用機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)能夠在保證采掘作業(yè)安全的同時(shí)，提高工作效率和質(zhì)量?；诖?，文章對(duì)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)及其在煤礦采掘中的應(yīng)用情況展開了分析，從煤巷截割、掘進(jìn)糾偏、煤巖識(shí)別等多個(gè)角度探討了煤礦掘進(jìn)工作面上機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)；煤礦掘進(jìn)；工作面

在復(fù)雜的地形、地質(zhì)條件下，煤礦開采具有較大的難度。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)開始向著自動(dòng)化生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)型，通過技術(shù)進(jìn)步解決煤礦開采難題，推動(dòng)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。而在煤礦掘進(jìn)工作面上開展開采作業(yè)，想要達(dá)到高效生產(chǎn)目標(biāo)還要加強(qiáng)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用，促使煤礦采掘水平得到整體提升。

1機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)及在煤礦采掘中的應(yīng)用

在工程機(jī)械領(lǐng)域，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)占據(jù)重要地位。采取該技術(shù)對(duì)機(jī)械數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、處理，能夠使機(jī)械設(shè)備按照設(shè)定好的數(shù)據(jù)參數(shù)高效、精確地執(zhí)行動(dòng)作，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，保證生產(chǎn)質(zhì)量。作為交叉學(xué)科，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊、光學(xué)等多個(gè)學(xué)科，伴隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，獲得了明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在煤礦采掘生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。在煤礦采掘中，掘進(jìn)面開采屬于系統(tǒng)工作，需要看成是一個(gè)整體來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，降低煤礦采掘難度。在采掘生產(chǎn)中，運(yùn)用各種自動(dòng)化設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排水、通風(fēng)等各種信號(hào)的控制，使采掘工作效率得到提升，達(dá)到增收目標(biāo)。在煤層條件復(fù)雜、厚度存在顯著差異的情況下，需要利用綜合機(jī)械化設(shè)備實(shí)施掘進(jìn)，包含帶式輸送機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、錨桿機(jī)等，還要加強(qiáng)各種信號(hào)的測(cè)量。通過自動(dòng)化控制高效完成割煤、采煤、裝煤等各項(xiàng)工作，在保證掘進(jìn)工作安全的同時(shí)，使煤礦開采的日產(chǎn)量得到提高。因此，在煤礦掘進(jìn)工作面上，采用的機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部分控制保持密切關(guān)聯(lián)，確保采掘面得到整體管控。通過對(duì)人力生產(chǎn)進(jìn)行替代，應(yīng)用機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)能夠排除人為因素帶來的干擾，使煤礦掘進(jìn)總體合格率和效率得到提升，也能為人員作業(yè)安全提供保障，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生，對(duì)煤礦企業(yè)來講具有重要意義。

2機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

摘要:本文分析研究新元礦的一個(gè)掘進(jìn)工作面在進(jìn)行某個(gè)巷道施工時(shí)進(jìn)行爆破施工，根據(jù)實(shí)際情況制定出合理可行的防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)施工過程的安全高效。

關(guān)鍵詞:巷道;爆破;工藝

1工程概況

本文主要以新元礦的一個(gè)掘進(jìn)工作面為例進(jìn)行研究，已知該礦井為高瓦斯礦井，煤層均厚4m，有較多的矸石夾雜在煤層中。在對(duì)工作面進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，采用爆破的施工工藝進(jìn)行掘進(jìn)，巷道斷面面積為15m2的矩形。在實(shí)施爆破工藝時(shí)，如果爆破參數(shù)設(shè)計(jì)得不明確，就會(huì)造成巷道超挖、欠挖部分較多，施工以后會(huì)有較大的煤矸石落下，影響了設(shè)備的運(yùn)輸，而且降低了巷道施工的效率，每日的掘進(jìn)進(jìn)度不足1．5m，進(jìn)行爆破施工后，巷道的頂板和兩幫會(huì)有浮矸石存留，這一隱患很容易導(dǎo)致事故發(fā)生。

2設(shè)計(jì)爆破參數(shù)

通過結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行綜合的分析研究，研究進(jìn)行爆破時(shí)的施工工藝。使用的乳化炸藥為三級(jí)，300g，長度為300mm，電雷管為三段毫秒延期電雷管。①進(jìn)行爆破時(shí)首先要打眼。使用YT—23型鑿巖機(jī)進(jìn)行人工濕式打眼，從而得到施工的炮孔。打眼的鉆頭為一字型，直徑42mm。由于巷道具有較大的斷面，可以使用錐形掏槽，目的是為了保證掏槽效果較好，炮孔的利用率相對(duì)較大，總共設(shè)置4個(gè)掏槽孔，為了減少鉆孔的數(shù)量并降低成本，不再布置空孔。②由于巷道在爆破施工時(shí)，設(shè)計(jì)掏槽孔的長度為2．0m，兩兩孔口間的間距為0．8m，孔底間距為0．2m，炮孔與工作面垂直夾角為65°，根據(jù)孔的長度及孔與工作面的夾角，計(jì)算得出掏槽孔的垂直深度約為1．81m。③巷道施工時(shí)的煤巖層均厚2．4m，主要為炭質(zhì)泥巖，查出其普氏系數(shù)f=3．5。通過全斷面炮孔布置數(shù)量計(jì)算公式得出炮孔數(shù)量約為30個(gè)。④巷道斷面炮孔布置情況:掏槽孔4個(gè);輔助孔20個(gè)，相鄰兩空的間距為0．6m;頂孔5個(gè)，間距0．6m;底孔5個(gè)，間距0．6m;周邊孔14個(gè)，孔間距0．5m。⑤根據(jù)《鑿巖爆破工程》可知進(jìn)行爆破施工時(shí)，單次消耗炸藥量為1．69kg/m3，巖體體積為27．36m3，炸藥的總消耗量為46．24kg。⑥爆破施工時(shí)，掏槽孔和輔助孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，周邊孔分段裝藥，在炮孔內(nèi)裝填炸藥，并使用毫秒延期電雷管，采用并聯(lián)的連接方式連接雷管腳線，先從掏槽孔起爆，然后是輔助孔、爆破頂孔及周邊孔，最后引爆底孔。