煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

楊鳳雷

（冀中能源峰峰集團大社礦綜掘區(qū)，河北 邯鄲 056201）

煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

楊鳳雷

（冀中能源峰峰集團大社礦綜掘區(qū)，河北 邯鄲 056201）

在煤礦生產(chǎn)中，綜掘綜采工作面可以說是最為基層的工作環(huán)節(jié)，同時也是最為關(guān)鍵和復(fù)雜的環(huán)節(jié)，自動化技術(shù)的應(yīng)用，提升了煤礦開采的效率和質(zhì)量，也保證了生產(chǎn)安全。文章主要針對煤礦綜掘和綜采工作面的自動化技術(shù)及其發(fā)展趨勢進行了簡要分析。

煤礦；綜掘；綜采；自動化技術(shù)；發(fā)展趨勢

煤炭是當(dāng)前背景下應(yīng)用極為廣泛的一種能源資源，在我國社會經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著相當(dāng)重要的位置，也因此推動了煤礦行業(yè)的發(fā)展。從目前來看，我國煤礦生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)都已經(jīng)基本實現(xiàn)了機電一體化，自動化技術(shù)不僅滿足了對于井下作業(yè)的監(jiān)測、管理和控制，而且通過網(wǎng)絡(luò)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦整體調(diào)度運轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)。

1 自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

就目前而言，在煤礦綜掘綜采工作面中，自動化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在自動化系統(tǒng)方面，而系統(tǒng)本身并非單純的依靠自動化技術(shù)可以實現(xiàn)的，而且集成了自動控制、傳感器、計算機、故障診斷等多種技術(shù)，可以分為五個主要的組成部分，①主采機組控制部分，包括采煤機、刮板機以及支架等，可以實現(xiàn)對于井下采煤設(shè)備的直接控制，保證了良好的運行效果；②轉(zhuǎn)載運輸控制部分，包括皮帶機、轉(zhuǎn)載機、超前支架等，可以在控制中心的引導(dǎo)下，實現(xiàn)與主采機組的同步推進，自主移動，同時還可以針對所有設(shè)備的實際運行參數(shù)以及支護頂板的各種數(shù)據(jù)進行采集，便于把握開采情況；③視頻監(jiān)測部分，其主要作用是針對工作面各種設(shè)備的監(jiān)測管理，以確保煤礦開采的安全性和穩(wěn)定性；④通訊調(diào)度部分，可以在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的條件下，實現(xiàn)井下工作面與地面控制中心的通信和交流；五是綜合控制部分，可以算是整個工作面的控制平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)對所有設(shè)備的控制和狀態(tài)監(jiān)測，以及與地面調(diào)度的聯(lián)系［1］。

而在煤礦行業(yè)飛速發(fā)展的背景下，不僅其生產(chǎn)規(guī)模迅速擴大，對于自動化控制也提出了更高的要求。首先，在綜掘綜采工作面，自動化控制系統(tǒng)對于設(shè)備的監(jiān)測和控制模式是多種多樣的，如遠方集中控制、就地集中控制以及就地分散控制等，要求可以在地面結(jié)合自動化技術(shù)，實現(xiàn)對于井下工作面采掘設(shè)備的控制和管理，以及對各個區(qū)域的開關(guān)控制，如泵站、通風(fēng)管道等；其次，必須能夠在存在煤流的情況下，確保輸送機的安全穩(wěn)定運行，而在沒有煤流的情況下，輸送機應(yīng)該暫停工作，減少不必要的能耗；然后，如果在采掘過程中，綜掘和綜采工作面自動化系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，地面監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)，并且對故障進行診斷，提出切實有效的解決措施，以保證煤礦井下生產(chǎn)的安全。

2 自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展趨勢分析，煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，是無人自動化，即結(jié)合定位技術(shù)、通訊技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等，實現(xiàn)對于采煤設(shè)備乃至采煤系統(tǒng)的遠程控制和指揮，使得即使在采煤過程中，也不需要進入回采工作面，在提高工作效率的同時，也可以保證人員的生命安全。不過無人自動化技術(shù)在實際落實中比較復(fù)雜和繁瑣，需要許多不同領(lǐng)域技術(shù)的交叉融合，具體來講，可以將其分為幾種不同的系統(tǒng)：

2.1 三機自動控制系統(tǒng)

作為無人自動化作業(yè)的核心設(shè)備，采煤機的自動化控制包括了自主定位、自主導(dǎo)航、自動調(diào)高等，而對于支架的控制，可以采用液壓支架電液控制系統(tǒng)，集成了多種不同的技術(shù)，能夠隨機聯(lián)動多個工序，實現(xiàn)自動化控制，完成對設(shè)備運行狀態(tài)以及工作面礦壓監(jiān)測的自動化控制。智能化刮板輸送機的出現(xiàn)和使用，實現(xiàn)了自動推移控制，也使得設(shè)備開始向著智能化、大型化以及標(biāo)準(zhǔn)化的方向演變［2］。

2.2 三機故障診斷系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對于綜掘綜采工作面設(shè)備運行工況的檢測，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的異常和問題，從而保證設(shè)備的穩(wěn)定可靠運行。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，智能檢測技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，結(jié)合可控驅(qū)動裝置以及自動調(diào)鏈裝置，搭配相應(yīng)的專家故障診斷，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化和智能化發(fā)展，減少故障發(fā)生的幾率。

2.3 災(zāi)害預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)

在煤礦開采中，很容易遇到各種各樣的地質(zhì)災(zāi)害問題，影響生產(chǎn)安全。災(zāi)害預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)可以利用分布在工作面中的傳感器設(shè)備，針對煤層厚度、頂板巖層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分布、異常地質(zhì)等進行有效監(jiān)測，并將相應(yīng)的信息傳輸給控制中心，通過地質(zhì)信息處理系統(tǒng)以及預(yù)測評價軟件系統(tǒng)，做出準(zhǔn)確的分析和判斷，從而保證煤礦開采的安全性［3］。

3 結(jié)束語

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，自動化技術(shù)在各個行業(yè)和領(lǐng)域中都得到了普及和應(yīng)用，極大的推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在煤礦綜掘綜采工作面中，引入自動化技術(shù)，可以有效提高煤礦開采的效率，保證生產(chǎn)安全。相信伴隨著自動化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，其必然會為我國的煤礦事業(yè)提供更多的助力。

［1］王璨. X煤礦綜采綜掘設(shè)備生產(chǎn)基地建設(shè)項目評價［D］.北京化工大學(xué)，2014.

［2］吳信平. 煤礦綜采綜掘設(shè)備運行維護成本的優(yōu)化與控制［J］.中國煤炭，2011，（3）：79-81.

［3］黃曾華.綜采工作面自動化控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.工礦自動化，2013，（10）：17-21.

TD82

A

1671-3818（2016）10-0035-01

楊鳳雷（1981-），男，河北邯鄲人，助理工程師，研究方向：煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理 。