張致成，鄭 陽

（山東東山王樓煤礦有限公司，山東 濟(jì)寧 272063）

1 煤礦井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)特征優(yōu)勢

煤礦井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，要融合多種現(xiàn)代化技術(shù)手段以及工藝設(shè)備，基于煤礦井下作業(yè)環(huán)境特征、施工需求以及工藝手段、機(jī)械設(shè)備等多種因素進(jìn)行綜合分析。在自動化技術(shù)支持之下進(jìn)行協(xié)同管理，聯(lián)合多種設(shè)備才可以實(shí)現(xiàn)自動化管理。

利用自動化系統(tǒng)進(jìn)行處理可以切實(shí)優(yōu)化工作流程，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)巷道工藝流程的統(tǒng)一性管理，利用臨時(shí)支護(hù)設(shè)備以及系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的控制，可以有效提高資源利用效率，降低人工支護(hù)隱患問題，成本低廉，穩(wěn)定性、可靠性高。

通過自動化技術(shù)以及設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用，可以有效滿足不同環(huán)境的作業(yè)需求，在自動化技術(shù)支持之下，聯(lián)合應(yīng)用多種設(shè)備，構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、計(jì)算機(jī)管理以及AI 等技術(shù)進(jìn)行綜合管理，可以提高工作效率，降低人力以及物力、機(jī)械設(shè)備資源的投入，在控制成本的同時(shí)充分提高了開采作業(yè)的安全性?；谧詣踊咚倬蜻M(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理，確定設(shè)備以及管理方案，實(shí)現(xiàn)協(xié)同化綜合管控，可以在保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全同時(shí)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低操作難度，保障各項(xiàng)作業(yè)的有序開展。基于自動化技術(shù)進(jìn)行自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)以及設(shè)備的綜合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)程序的優(yōu)化，以及參數(shù)的調(diào)整，可以有效提高工作效率，實(shí)現(xiàn)集中化、模塊化的綜合控制[1]。

2 煤礦井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)建

煤礦井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)在構(gòu)建中要基于煤礦作業(yè)需求、環(huán)境以及工藝參數(shù)、支護(hù)要求等多種因素進(jìn)行綜合分析，在智能化、自動化技術(shù)手段支持之下進(jìn)行系統(tǒng)組合以及構(gòu)建，保障系統(tǒng)性能擴(kuò)展性良好，這樣則可以滿足系統(tǒng)升級以及發(fā)展的實(shí)際需求。

2.1 主要設(shè)備

高速掘進(jìn)系統(tǒng)主要包括掘進(jìn)設(shè)備、運(yùn)錨機(jī)以及輸送、自移支護(hù)等相關(guān)設(shè)備。在掘進(jìn)施工中，掘進(jìn)機(jī)可以通過系統(tǒng)控制進(jìn)行自動化的處理，利用自主截割控制系統(tǒng)進(jìn)行掘進(jìn)落煤，基于系統(tǒng)流程進(jìn)行落料的轉(zhuǎn)送傳輸，通過輸送機(jī)進(jìn)行自動化處理。隨著掘進(jìn)進(jìn)程的推進(jìn)，設(shè)備會根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行支護(hù)狀態(tài)優(yōu)化以及調(diào)節(jié)，這樣則可以實(shí)現(xiàn)同步協(xié)同性處理，為截割作業(yè)提高有效支護(hù)性處理。掘進(jìn)機(jī)在移動中會通過系統(tǒng)進(jìn)行自動的打孔、固定錨桿等結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)永久的支護(hù)效果。通過通風(fēng)系統(tǒng)則可以輸送空氣，充分提高整體安全性。

煤礦井下高速掘進(jìn)系統(tǒng)主要是利用自動化支護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化控制，通過自移動自動支護(hù)設(shè)備則可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、運(yùn)錨設(shè)備的自動化匹配，可以有效解決傳統(tǒng)掘進(jìn)的問題，提高綜合質(zhì)效。

2.2 智能技術(shù)

基于自動化技術(shù)以及智能化技術(shù)手段，聯(lián)合傳感器、AI、大數(shù)據(jù)以及5G、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建遠(yuǎn)程控制以及智能管理系統(tǒng)?；谙到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及綜合控制處理，通過對各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的綜合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、智能化的調(diào)控，這樣則可以在提高工作效率的同時(shí)充分保障掘進(jìn)施工的安全性。

在作業(yè)期間利用高速掘進(jìn)系統(tǒng)可以自動化挖掘、運(yùn)輸?shù)目刂?，有利于提高綜合質(zhì)效。在開展中，通過高速掘進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行處理，對每層先進(jìn)行先挖后掘的施工處理，工作人員基于實(shí)際狀況進(jìn)行綜合分析，觀察運(yùn)行工況，及時(shí)調(diào)整優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)自動化、智能化的綜合控制，有效提高資源利用效率，避免人工失誤等問題[2]。

總而言之，高質(zhì)量的施工是高質(zhì)量建筑的基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)工程的筑造一直都是所有施工企業(yè)的追求目標(biāo)。對于建筑行業(yè)而言，其質(zhì)量關(guān)系到人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ骱蜕?cái)產(chǎn)的安全。而建筑工程的施工是一項(xiàng)復(fù)雜和多工種協(xié)同操作、多項(xiàng)技術(shù)的交叉應(yīng)用過程，建設(shè)單位要將質(zhì)量管理貫穿于整個(gè)工程建設(shè)過程，才能造出合格的優(yōu)質(zhì)工程。

3 煤礦井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用

煤礦井下綜采作業(yè)主要是進(jìn)行截割、臨時(shí)性、永久性支護(hù)施工，結(jié)合多種設(shè)備以及技術(shù)手段，進(jìn)行綜合性的管理，涉及諸多的工序以及設(shè)備手段，在施工中具有復(fù)雜性的特征，而受到煤礦井下作業(yè)環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及施工作業(yè)安全等多種因素的影響，會增加施工的難度，容易出現(xiàn)多種安全隱患問題。通過綜采面自動化技術(shù)進(jìn)行有效控制，可以有效聯(lián)合多個(gè)不同系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)，在自移式支護(hù)以及智能化控制的共同支持之下，有效提高綜采效率，在最大程度上提高施工作業(yè)的安全性。系統(tǒng)主要對應(yīng)用設(shè)備以及控制流程進(jìn)行規(guī)范化的管理，實(shí)現(xiàn)流程化、精細(xì)化的控制，這樣才可以切實(shí)保障煤礦井下綜采綜合質(zhì)效。

3.1 高速掘進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

煤礦井下作業(yè)運(yùn)行高速掘進(jìn)系統(tǒng)，可以通過自動支護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)綜合性控制，基于系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行操作控制，協(xié)調(diào)其他設(shè)備以及裝置實(shí)現(xiàn)同步作用。合理應(yīng)用此系統(tǒng)可以有效提高工作效率，實(shí)現(xiàn)智能化控制。在系統(tǒng)應(yīng)用中要基于實(shí)際狀況配置多種設(shè)備以及輔助措施，在通風(fēng)以及輸送系統(tǒng)的支持下進(jìn)行綜合控制[3]。

系統(tǒng)在運(yùn)行中基于自動化系統(tǒng)，進(jìn)行智能化挖掘以及運(yùn)輸管理，可以降低人工作業(yè)的安全以及效率等問題，在提高施工速度的同時(shí)保障了施工綜合效率。在施工中要基于實(shí)際狀況進(jìn)行參數(shù)控制以及優(yōu)化，基于具體狀況進(jìn)行綜合控制，可以切實(shí)滿足不同環(huán)境的不同應(yīng)用需求。此系統(tǒng)在應(yīng)用中要做好技術(shù)分析，基于性能、功能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過參數(shù)調(diào)整等方式切實(shí)增強(qiáng)運(yùn)行的可靠性。基于環(huán)境變化以及施工需求，確定設(shè)備的具體參數(shù)、尺寸，提高系統(tǒng)的應(yīng)用性能?？梢酝ㄟ^鉆機(jī)等設(shè)備輔助處理，在多種設(shè)備的配套組合之下，滿足不同強(qiáng)度、環(huán)境的不同應(yīng)用需求，在自動化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作之下進(jìn)行支護(hù)設(shè)備的設(shè)置，可以保障系統(tǒng)正常、系統(tǒng)性地移動。

在掘進(jìn)設(shè)備應(yīng)用中，通過系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的控制，充分提高了設(shè)備運(yùn)行的配合性以及協(xié)調(diào)性，有利于提高運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。強(qiáng)化過程控制以及綜合管理，以提高井下作業(yè)的安全性。而在設(shè)備的內(nèi)部具有良好伸縮性，通過自動化技術(shù)進(jìn)行處理，可以有效延遲壽命，降低成本，增強(qiáng)作業(yè)的安全性。

3.2 自移式支護(hù)設(shè)備結(jié)構(gòu)

此系統(tǒng)在應(yīng)用中主要是實(shí)現(xiàn)挖掘支護(hù)的穩(wěn)定性，保障掘進(jìn)作業(yè)的整體安全性。自移式支護(hù)設(shè)備主要包括支架、支撐系統(tǒng)以及頂梁等三個(gè)部分構(gòu)成，利用支架系統(tǒng)進(jìn)行支護(hù)處理，有效避免在施工過程中出現(xiàn)塌落等問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。通過自動化以及智能化技術(shù)可以進(jìn)行自動控制，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)用強(qiáng)度以及承載能力、負(fù)荷能力較強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的移動；對于環(huán)境有著較強(qiáng)的適應(yīng)性能，可以實(shí)現(xiàn)綜合性挖掘，對于在挖掘中存在的各種隱患以及突發(fā)性問題可以根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行處理。在應(yīng)用中基于系統(tǒng)進(jìn)行工作內(nèi)容、要求的信息輸入，做好信息分析，基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)備的性能，切實(shí)凸顯不同模塊的基礎(chǔ)功能，在不同模塊以及系統(tǒng)的共同配合之下進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，則可以提高綜合效率，保障整體安全性。

此系統(tǒng)可以通過組合的方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)奇數(shù)組、偶數(shù)組的串聯(lián)處理，構(gòu)建一個(gè)“門”結(jié)構(gòu)，這樣則可以構(gòu)建一個(gè)跨越的支護(hù)模式，可以有效保護(hù)掘進(jìn)的整體性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及設(shè)備的構(gòu)建處理中，要做好支架系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，保障系統(tǒng)要設(shè)置獨(dú)立可以調(diào)度的支護(hù)高度功能、傾斜度的控制調(diào)整功能，通過獨(dú)立性的設(shè)計(jì)可以有效滿足各種復(fù)雜的井下地質(zhì)環(huán)境，可以有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對環(huán)境的適應(yīng)能力，同時(shí)可以有效處理在掘進(jìn)作業(yè)中遇到的各種突發(fā)性問題。在支護(hù)裝置的兩側(cè)則通過設(shè)置側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的方式，強(qiáng)化側(cè)面的支護(hù)保護(hù)處理，這樣可以有效保護(hù)側(cè)面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免在掘進(jìn)施工中出現(xiàn)側(cè)向的垮落等問題。在支護(hù)裝置上側(cè)則通過設(shè)置“X”頂梁的方式進(jìn)行處理，這樣在提高支護(hù)面積的同時(shí)可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。

同時(shí)，在系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用中要合理控制電信號，可以利用油缸驅(qū)動實(shí)現(xiàn)自移式支護(hù)樁的動作以及處理，充分提高結(jié)構(gòu)的整體緊密性，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的靠性，減少在運(yùn)行中存在的諸多隱患問題，切實(shí)提高施工質(zhì)效。

3.3 支護(hù)裝置支架結(jié)構(gòu)

支護(hù)裝置的支架結(jié)構(gòu)主要通過奇數(shù)以及偶數(shù)兩個(gè)組的支架共同構(gòu)成，其中兩種類型的支架相互配合，可以有效提高整體支撐以及綜合保護(hù)性能。在系統(tǒng)應(yīng)用中可以有效增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，滿足系統(tǒng)不同的運(yùn)行需求。在不同的支架組合中要基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異性，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行組合配置，這樣可以有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，通過模塊化的方式進(jìn)行綜合控制，滿足系統(tǒng)在不同運(yùn)行環(huán)境中的支架結(jié)構(gòu)性能的需求。

3.3.1 奇數(shù)組結(jié)構(gòu)

奇數(shù)組結(jié)構(gòu)主要包括頂梁、前探梁以及支架立柱、平移等不同的部分。其中前探梁結(jié)構(gòu)主要的功能就是在支護(hù)處理中進(jìn)行鋼絲網(wǎng)、錨索等輔助工具以及設(shè)備的設(shè)置；對頂梁進(jìn)行油缸的獨(dú)立性管控，這樣可以獲得相對較大的支護(hù)傾角，有效滿足巷道頂板的不同應(yīng)用需求，充分提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

支架立柱屬于套筒結(jié)構(gòu)，通過球體鉸接支座以及立柱等則可以構(gòu)建一個(gè)整體性的結(jié)構(gòu)。其中立柱的主要功能就是通過油缸進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，可以對高度參數(shù)等進(jìn)行靈活的設(shè)置，進(jìn)而滿足在不同地質(zhì)條件之下的不同應(yīng)用需求。平移機(jī)構(gòu)的主要功能就是連接奇數(shù)以及偶數(shù)的支架，整體類似剪刀裝置模式，可以保障在移動中的整體平衡性、穩(wěn)定性；在支護(hù)模式以及狀態(tài)條件中具有高度的靈活性，可以針對具體的問題采取針對性的策略。

3.3.2 偶數(shù)組結(jié)構(gòu)

相對于奇數(shù)組來說，在偶數(shù)組中的直接結(jié)構(gòu)中沒有設(shè)置前探梁的結(jié)構(gòu)，其只需要兩個(gè)頂梁。偶數(shù)組的主要功能是配合奇數(shù)組支架操作，可以實(shí)現(xiàn)互相支持以及處理，進(jìn)而為支架的移動以及頂板的運(yùn)行提供充足的支護(hù)面積。

同時(shí)，兩組支架的側(cè)面支撐能力以及結(jié)構(gòu)具有顯著差異，但是其主要的功能就是通過多種支架架構(gòu)模式進(jìn)行互相配合，通過交替支撐等方式進(jìn)行組合處理，達(dá)到提高整體支撐能力的目的，進(jìn)而有效增加側(cè)面支護(hù)的范圍。此種類型的支護(hù)模式整體控制性良好，具有較強(qiáng)的連接性能，同時(shí)其操作簡單便捷，可以有效保障煤礦挖掘作業(yè)的穩(wěn)定性、安全性。

3.4 掘進(jìn)支護(hù)自動化系統(tǒng)

自動化管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)綜合性、智能化控制，在分析多種數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行綜合處理，確定方案以及關(guān)鍵手段，可以提高綜合質(zhì)效。在煤礦掘進(jìn)施工中合理應(yīng)用自動化系統(tǒng)，可以有效擴(kuò)展工作面積以及范圍，同時(shí)也可以解決挖掘問題，完善施工作業(yè)，優(yōu)化工作內(nèi)容，提高施工整體安全性。

為了提高工作效率，在自動系統(tǒng)的應(yīng)用中要基于具體狀況進(jìn)行綜合分析，通過多種技術(shù)手段進(jìn)行性能的優(yōu)化以及完善，提高系統(tǒng)的自動化、智能化管理程度，保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，這樣則可以有效避免因?yàn)榄h(huán)境、人工操作等因素產(chǎn)生的不良影響，切實(shí)保障煤礦井下作業(yè)的安全性、穩(wěn)定性。在現(xiàn)代技術(shù)手段的支持之下，井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)要融合多種現(xiàn)代技術(shù)以及手段，通過大數(shù)據(jù)、人工智能以及傳感器、物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合應(yīng)用，保障系統(tǒng)運(yùn)行的智慧化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化控制，這樣才可以增強(qiáng)煤礦井下設(shè)備的適應(yīng)性，提高掘進(jìn)作業(yè)的安全性[5]。

4 結(jié)束語

在井下作業(yè)中應(yīng)用煤礦井下自動化高速掘進(jìn)系統(tǒng)，合理應(yīng)用多種自動化設(shè)備以及技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備、運(yùn)錨設(shè)備的自動化控制，通過多種不同設(shè)備以及系統(tǒng)的綜合處理，聯(lián)合智慧技術(shù)手段，進(jìn)行交互性管理，基于模塊化的方式強(qiáng)化支護(hù)管理，可以提高支架的靈活性，增強(qiáng)適應(yīng)性，有效滿足不同掘進(jìn)環(huán)境的不同需求，實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新，有利于提高煤礦掘進(jìn)施工的智慧化、機(jī)械化發(fā)展。