摘要：针对某矿3502运输巷掘进机智能化改造方案进行了分析探讨，通过采用智能化掘进机及智能化控制技术，可将掘进人员由危险程度较高及环境恶劣的掘进迎头转移至相对安全的操作硐室内，实现掘进机远程智能控制；采用自移式机尾及单轨吊提高了运输系统适应性及运输效率；配备锚杆钻车提高了支护效率及安全性。该研究成果可为矿井其他掘进巷道智能化技术应用提供经验参考。 关键词：巷道掘进智能化控制远程操作掘进机
引言乙基氯化物
随着煤矿开采时间增加，煤炭开采逐渐由浅部向深部转移，采掘作业过程中受瓦斯、地质构造、水等影响更为凸显。在煤矿井下生产过程中，巷道掘进危险程度要远高于煤炭开采，掘进人员需要面临顶板冒落、瓦斯异常涌出（突出）、顶板冒落等风险，而且高温、高粉尘及高湿度环境会给作业人员身体健康带来严重威胁。巷道高效掘进及支护，是实现煤炭高效生产的关键，也是巷道掘进技术重点发展方向。随着智能化技术及先进掘进设备在煤矿井下的 应用，掘进巷道作业人员数量及掘进效率均有所提升。本文就对煤矿井下掘进机智能化改造方案展开分析探讨，以期更好地促进巷道掘进工作开展。
1.煤矿掘进概述
在煤矿掘进中，智能化技术的应用对提高掘进工作面的整体质量起到了明显的作用。将智能化技术应用于煤矿掘进时，应将掘进巷道作为一个整体对待，将各种类型的机电设备作为控制对象，将煤壁设定为具体的输入值，将原煤和煤巷设定为输出值。在具体研究过程中，会形成很多信号，比如可测量但不可控制的信号，不可同时测量的信号，既可控制又可测量的信号。这些信号出现的原因，主要与很多工序有着直接的关系，例如与掘进工作面顶板管理的方式、地质勘察结果、排水及运输等方面。因为煤层整体的复杂性较强，特别是表现出多样性，再加上若属于煤层巷道，巷道整体变化相对较大，所以，很多巷道选择使用单巷道掘进的方式，使用到的掘进设备多数为悬臂式掘进机器。同时，从掘进工作来看，受到外界环境的影响相对较大，所以，在完成了掘进之后，技术人员应当采取锚网、锚杆等联合支护的方式。若选择液压支护方式，将出现支护、掘进不匹配的问题。
2.某矿3502运输巷概况
某矿3502运输巷为矿井构建的首个智能化掘进工作面，巷道主要负责采面运输、进风及行人，设计掘进长度1980m。巷道沿着5号煤层顶板掘进，煤厚均值3.2m，倾角平均11°。煤层顶底板为泥岩、细粒砂岩、砂质泥岩。3502运输巷设计为梯形断面，设计净宽5200mm、净高3200mm，巷道掘进过程中若遇到煤层变薄带时可适当破底、遇煤层变厚带时则适当留底，确保巷道净高在3200mm。
3.巷道智能化掘进改造分析
依据3502运输巷现场实际情况，设备选择智能掘进机（型号EBZ200S）破煤（岩）、自移式输送机机尾（型号DWZY1000/1200）、双壁液压锚杆钻车（CMM2-25）、单轨吊（型号DX100/69P）。
3.1掘进机智能化控制
为实现掘进机远程智能控制，在地面调度中心及3502运输巷专用硐室内分别设置集中控制中心。地面集中控制中心设备包括2台液晶显示器、1台Web服务器、1台自动化主机，分别用以监测及显示井下综掘设备参数；井下专用硐室集控中心配备2台显示屏、2台工控机，并通过工业以太网与地面集控中心进行通信。
3502运输巷迎头配备EBZ200S智能掘进机，该设备集成组合通信、检测、数据处理及远程智能控制技术，可实现智能控制；同时掘进机随机配备视频监控、三维扫描、惯性导航等功能，具备本地控制、视距控制、地面远程控制及超视距控制等操作模式。在3502运输巷掘进机截割选用人工远程控制以及记忆截割两种方式。人工远程控制是在3502运输巷布置的专用操作硐室内通过远程遥控器实现掘进机远程控制，同时将遥控器与井下以太网连接，在地面监控中心即可掌握掘进机操作情况；记忆截割是在掘进机控制系统中预先输出巷道掘进参数，通过掘进机自身职能控制系统实现可视化定位截割，在截割过程中出现问题时可人工及时介入纠正。
3.2运输系统智能化
为解决传统带式输送机机尾移动耗时长、移动困难及固定难度大等问题，在3502运输巷掘进时选用SWZY1000/1200，该自移式机尾具有下述主要技术特点：使用的自移式机尾有其独立的动力系统，可实现机尾调偏、跟机移尾操作；自移式机尾具备本机操作、遥控器操作、远程控制以及地面控制等操作方式；其与带式输送机转载部分搭接，具有行程长、整体可抬升、劳动强度低以及便于清理积煤等优点；在使用过程中不需要采用地锚固定，
可减少辅助移尾劳动强度并降低运输成本。采用蓄电池单轨吊为巷道进行辅助运输，提高辅助运输效率。
假牙生产
垂直风道机箱3.3围岩支护
在巷道掘进过程中，通常需要搭建各种类型的临时支护。从传统的支护情况来看，一般采用“一次挖一个支架”的方法。在这种模式下，支护工作与挖掘工作分离，这对作业的整体质量和效率有明显的负面影响。所以技术人员需要花费更多的时间，劳动强度比较大，非常容易疲劳，必然会增加操作的风险。因此，为了全面提高综掘的整体效率，解决巷道围岩支护时存在锚杆（索）钻孔钻进困难、噪声高等问题，在运输巷掘进时选用CMM2-25锚杆钻车。该锚杆钻车具有临时支护设备及液压锚杆钻臂，临时支护范围大及锚杆一次性紧固等，实现巷道全方位锚杆、锚索施工，可大幅提升锚杆、锚索施工效率并降低永久支护耗时。
3.4智能感知技术
对于快速掘进的智能感知技术，分为两个方面：一是设备对掘进工作周围环境的感知;二是
掘进设备对自身运行状况的感知。前面已经提到，在地下开采时，周围的环境以及地质状态的灵活多变的，所以设备具有对周围环境感知的能力是其设计工作考虑的最基础因素，若设备不能够对周围的环境进行有效地感知，那也就不能够根据预先设定好的掘进路线进行工作，并且不能发现前方或周围的障碍物并及时采取措施，导致施工事故的发生，严重时危害员工生命安全。所以会在掘进设备上安装传感系统，来对周围的环境以及地质进行勘探、信息收集、传输等等，除了地质的勘探，对于周围的粉尘、气体属性等等也要注意检测，以免发生不必要的危险。另一方面，除了对外界的感知，设备还需要拥有对自身运行状况的感知能力，掘进设备由于功能多样技术组成紧密复杂，任何一个环节出现了问题都可能会发生危险，这就要求设备时刻能够对自身进行感知，并一旦出现运行问题及时进行预警与上报，使工作人员能够及时发现问题并解决。
4.现场改造效果分析
在3502运输巷通过采用掘进机智能控制技术，提高了巷道掘进水平，巷道掘进进尺由以往200m/月提升至现在的420m/月，运输巷整个掘进耗时控制在5个月以内，为采面早日投产赢得宝贵时间。通过智能化掘进，掘进人员工效由以往4.0m/（人·月）提升至8.0m/（人·月），矿井在同等工作量下可减少人力资源投入，有助于提高矿井安全生产和经济效益。防护耳罩
可降解塑料袋子吹膜机结语
巷道掘进时作业人员均在相对安全的专用操作硐室内，通过操作台远程操控掘进机运行，作业人员受到高噪声、高粉尘等影响较小，可显著改善作业环境质量。
光盘包装盒参考文献
[1]张飞，张豪.煤矿智能化掘进工作面装备技术研究与应用[J].煤矿机械，2021，42（11）：155-158.
[2]刘锦福.掘进机智能控制系统及功能验证[J].机械管理开发，2021，36（9）：271-272；275.
[3]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（9）：49-51.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议