煤礦無人工作面的開采技術探討

【摘要】煤礦開采具有一定的特殊性，隨著更多新型技術與設備在其中的應用，開采效果已經取得了一定的進步。就煤礦無人工作面開采工作來說，具有涉及面廣以及工序復雜等特點，工作過程包含眾多技術與專業(yè)?，F(xiàn)在我國無人工作面開采技術在應用上越來越廣泛，但是想要更好的在此方面取得成果，還需要對其做更進一步的研究。本文分析了煤礦無人工作面開采技術的特點，并就其關鍵性技術進行了分析。

【關鍵詞】煤礦開采；無人工作面；開采技術

煤礦無人工作面開采技術系統(tǒng)研究已相對成熟，現(xiàn)在已經被廣泛的應用到實際工作中，并取得了一定的效果。其主體框架主要包括采煤機自主定位導航系統(tǒng)、煤巖自動識別系統(tǒng)、采煤機自動調整系統(tǒng)以及井下高速雙向通訊系統(tǒng)等組成，通過各個分項系統(tǒng)之間的相互配合，在煤礦開采時共同克服無人工作面多具有的涉及面廣以及工序復雜等特點，有效的完成煤礦開采施工，提高煤礦開采效率。

一、煤礦無人工作面開采技術特點分析

對于煤礦無人工作面開采技術特點來說，與地質條件有著密切的聯(lián)系，總體上來說就是以工作面完全系統(tǒng)為基礎，采取無線或者有線的方式來實現(xiàn)監(jiān)測信息的傳遞，以此來對關鍵的生產設備進行控制。整個工作過程所涉及到的技術與專業(yè)比較多，如自主定位導航技術、刮板傳輸送機自動推移技術、煤巖識別技術等，通過各項技術的相互配合完成了無人工作面開采工作的自動化，對整個作業(yè)流程進行了動態(tài)優(yōu)化。煤礦無人工作面開采技術主要具有開采安全性高、每層開采范圍廣以及技術水平高等特點，利用此項技術可以完成高瓦斯煤層瓦斯的預先釋放，保證工作面瓦斯?jié)舛冉档桨踩秶?，提高開采工作的安全性。無人工作面開采本身就具有涉及面廣特點，其開采范圍包括薄、中、厚以及特厚每層，并且薄煤層可以通過無人自動化刨煤機來完成，而中層或者厚層則需要進行全高無人化開采[1]。另外，此項技術以傳統(tǒng)開采技術為依據(jù)，并融合了先進生產技術，從開采方式、設備應用以及生產組織等方面進行深入研究，利用自動控制技術以及新型開采設備，實現(xiàn)了煤礦開采的智能化，進而提高了煤礦的生產效率。

二、煤礦無人工作面開采關鍵技術分析

1.工程概述

煤礦無人工作面開采技術現(xiàn)在已經被廣泛的應用到薄煤層開采中，通過傳感器技術、自動化控制技術以及計算機技術等，來實現(xiàn)對煤礦工作面的綜合機械化作業(yè)。無人工作面主要是通過采煤機、刮板運輸機以及液壓支架來實現(xiàn)對整個開采過程的自動控制，達到無人工作面自動化開采要求[2]。主要以某煤礦高瓦斯近距離煤層群條件下薄煤層開采為例，結合工作面特點，對無人工作面自動化開采關鍵技術進行了分析。

2.技術分析

2.1網(wǎng)絡結構。工作面配置了控制器與電液控制系統(tǒng)，并設置有集中控制中心，通過控制器來實現(xiàn)對采煤機、刮板輸送機的控制，而電液控制系統(tǒng)則可以通過支架紅外線傳感器來達到支架跟機的自動化，實現(xiàn)工作面開采的無人自動化作業(yè)[3]。

2.2記憶割煤系統(tǒng)。對該煤礦工作面具體情況進行分析，采取記憶割煤方法來控制采煤機實現(xiàn)自動割煤。在進行工作時，采煤機對工作面進行回采采煤機司機通過操控滾筒沿著工作面隨著額密層走向變動完成首次循環(huán)截割。其中，由專門傳感器來收集采煤機的速度、狀態(tài)、位置等信息，并利用專門傳輸路線將各項數(shù)據(jù)信息傳遞到控制器計算機中。煤礦工作面首次割煤后，采煤機會自動轉入到自動割煤狀態(tài)，這時采煤機可以根據(jù)前幾次收集到并儲存在控制器計算機中的參數(shù)信息，以及頂?shù)装鍘缀涡螤畹淖兓厔?，通過簡單的推理方法來確定前方頂?shù)装鍫顟B(tài)，最終實現(xiàn)設備的自動調節(jié)動作，通過對滾筒高度與方向的調節(jié)，實現(xiàn)自動化割煤的目的。

2.3液壓控制系統(tǒng)。該工作面設置的液壓控制系統(tǒng)主要由本質安全型信號轉換器、液壓支架電液控制裝置控制器、行程傳感器、紅外線接收器等組成不同組成構件所具有的功能的不同，各構件之間相互協(xié)調運行，來保證液壓控制系統(tǒng)功能的正常體現(xiàn)[4]。液壓控制系統(tǒng)功能主要可以從三個方面來體現(xiàn)，即按鍵對單個支架動作非自動控制、成組自動控制以及對單個支架降柱-移架-升柱動作實行自動順序聯(lián)動等。此控制系統(tǒng)在該煤礦無人工作面運行時，以采煤機位置為基礎對支架進行自動控制，而支柱在工作過程中卸載時可以體現(xiàn)自動補壓功能。另外，液壓控制系統(tǒng)還可以完成與其他系統(tǒng)信息的傳輸與接收，并對各項數(shù)據(jù)進行處理。

2.4采煤機紅外檢測。通過采煤機紅外線檢測系統(tǒng)，可以有效確定采煤機的精確位置，可以提高度液壓支架自動控制效果。針對此在研究無人工作面開采作業(yè)時，可以就工作面內每架液壓支架設置1臺紅外接收設備，并在不同采煤機上安裝紅外線將發(fā)射器。這樣在開采作業(yè)開始后，如果采煤機位置發(fā)生變動，安裝在不同液壓支架上的紅外接收設備就可以將接收到的信號傳遞給液壓控制系統(tǒng)，通過改液壓控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析，即可確定該采煤機的具體位置，并且可以結合采煤機所在位置特征來控制其下一步的動作行為。

2.5液壓支架跟機自動化系統(tǒng)。液壓支架控制系統(tǒng)對采煤機的控制，主要是通過紅外線檢測設備對信息的收集與傳遞，將該信息傳遞到控制器主控計算機，主機通過內部程序的處理，自動發(fā)出相應的控制命令，使得相應的支架控制器來執(zhí)行相應的動作，完成對采煤動作的自動化控制。整個過程中操作員只需要在控制主機上提前完成各項參數(shù)的設定，在此基礎上工作面控制器主控計算機基于可以完成相關動作的指揮，相應的采煤機就可以通過執(zhí)行動作來完成采煤目的。

結束語

煤礦開采作業(yè)具有很強的特殊性，尤其是對于無人開采工作面來說，更是具有涉及面廣以及開采作業(yè)程序多等特點，為保證其開采工作效果，提高無人工作面開采技術的應用效果，必須要針對其所具有的特點進行研究，明確系統(tǒng)所具有的特征，從多個角度進行分析，針對關鍵技術進行分析，爭取不斷提高開采效果。

參考文獻

[1]方新秋，何杰，郭敏江，張斌.煤礦無人工作面開采技術研究[J].科技導報，2008，09：56-61.

[2]周思偉.探討煤礦無人工作面開采技術[J].低碳世界，2014，03：148-149.

[3]許建平.無人工作面開采技術框架及關鍵技術[J].才智，2011，35：52.

[4]劉明.急傾斜中厚煤層無人工作面開采技術[J].中國科技信息，2012，17：55.