唐山溝煤礦薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

任　率

（1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，太原 030024；2.寧夏煤礦安全監(jiān)察局 銀南監(jiān)察分局，寧夏 銀川 750411）

唐山溝煤礦薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

任率1，2

（1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，太原 030024；2.寧夏煤礦安全監(jiān)察局 銀南監(jiān)察分局，寧夏 銀川 750411）

摘要：唐山溝煤礦通過(guò)薄煤層自動(dòng)化工作面的應(yīng)用，對(duì)薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，得出以下結(jié)論：對(duì)中小礦井而言，精選適合薄煤層開(kāi)采的液壓支架、采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等“三機(jī)”配套設(shè)備，大功率、重型化、小體積和高可靠性的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工作面的自動(dòng)化操作和控制是實(shí)現(xiàn)礦井增產(chǎn)增效的有效手段。

關(guān)鍵詞：煤礦薄煤層；自動(dòng)化開(kāi)采；自動(dòng)控制系統(tǒng)

1　薄煤層自動(dòng)化工作面情況簡(jiǎn)介

8812工作面屬于518采區(qū)。該采區(qū)位于8號(hào)煤層?xùn)|南部，3條輔助盤(pán)區(qū)巷道從508盤(pán)區(qū)大巷開(kāi)口沿井田東南部布置，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度766 m，揭露的煤層厚度均在1.28m～1.64m，賦存較穩(wěn)定。煤層頂?shù)装寰鶠榧?xì)粗砂巖，整體性較好。圈定的地質(zhì)儲(chǔ)量為143.36萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為100.54萬(wàn)t。

8812工作面位于井下+1 160 m水平，工作面標(biāo)高1 166m～1 178m。地面位于馬家溝東北緩坡地段，井下位于508盤(pán)區(qū)南部，518輔助盤(pán)區(qū)東側(cè)，東部為井田邊界，西北部為508盤(pán)區(qū)運(yùn)輸、軌道、回風(fēng)大巷，南部為8813工作面。工作面走向長(zhǎng)度919 m，傾斜長(zhǎng)度99 m，面積92 961 m2。工作面位于井田東北部，所采煤層系侏羅系大同組。開(kāi)采煤層為8號(hào)煤，走向北東-南西，傾向北西-南東，傾角3°～5°，屬近水平煤層，工作面煤層平均厚度1.58m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬穩(wěn)定煤層。煤層硬度1.5～2，煤層較穩(wěn)定，為單一結(jié)構(gòu)，煤層厚度1.40 m～1.88 m，平均厚度1.64 m，可采指數(shù)0.94。該工作面采用單一走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械自動(dòng)化采煤法。一次性采全高，全部垮落法管理頂板。8812工作面設(shè)備布置示意圖，見(jiàn)圖1。

圖1　8812工作面設(shè)備布置示意圖

2　自動(dòng)化控制系統(tǒng)介紹

薄煤層滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化采煤技術(shù)與成套設(shè)備采用德國(guó)profibus總線技術(shù)，具有采煤機(jī)記憶切割煤、根據(jù)工作面不同頂?shù)装鍡l件人工干預(yù)調(diào)整的功能，采煤機(jī)上安裝了采集紅外線傳感裝置，可以準(zhǔn)確定位，工作面監(jiān)控視頻畫(huà)面可以隨著采煤機(jī)的前進(jìn)跟機(jī)切換，電液控制系統(tǒng)跟機(jī)自動(dòng)移架、成組推移刮板輸送機(jī)等功能，液壓支架采用電液控制系統(tǒng)。

該自動(dòng)化系統(tǒng)分為：“電氣-電子裝置”和“液壓設(shè)備”兩大部分。電氣-電子裝置包括：井下中央計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、支架控制器、各種傳感器、紅外線發(fā)射器及各種電纜等。液壓設(shè)備包括：電液主控閥組、工作面高壓反沖洗過(guò)濾站，另外，支架本身還配備各種輔助閥類，立柱千斤頂和液壓管路。具體流程如下：

1）8812自動(dòng)化工作面采用電腦鍵盤(pán)遠(yuǎn)控啟動(dòng)，順序啟動(dòng)破碎機(jī)—轉(zhuǎn)載機(jī)—刮板運(yùn)輸機(jī)后，啟動(dòng)采煤機(jī)。

2）采煤機(jī)就地啟動(dòng)，遠(yuǎn)程控制速度、搖臂升降、記憶截割。

3）在記憶截割狀態(tài)模式下，如遇頂?shù)装鍡l件變化可手動(dòng)就地干預(yù)采煤機(jī)速度、采高，手動(dòng)干預(yù)優(yōu)先自動(dòng)控制，這樣可以有效防止事故的發(fā)生。

4）在工作面布置12個(gè)攝像儀，每6架裝一個(gè)，兩端頭各配一個(gè)旋轉(zhuǎn)攝像儀（可以水平和垂直旋轉(zhuǎn)360°全面監(jiān)視），采煤過(guò)程每四架顯示前滾筒的位置，可清楚看到采煤機(jī)割煤狀態(tài)。

5）在EEP微機(jī)上可以準(zhǔn)確顯示采煤機(jī)所在位置，行走速度、采高、各電機(jī)軸溫、電機(jī)溫度、支架壓度的變化及時(shí)調(diào)整，以防支架歪斜傾倒。另一方面，8號(hào)煤層為蹬空開(kāi)采，偶遇應(yīng)力集中區(qū)，會(huì)出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，為避免底鼓引起支架行走困難，移架時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)架降架高度，再次應(yīng)加強(qiáng)兩巷及端面距頂板的監(jiān)護(hù)工作，如遇頂板隱患問(wèn)題，因及時(shí)進(jìn)行兩巷補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)或超前帶壓移架。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)中小礦井而言，精選適合薄煤層開(kāi)采的液壓支架、采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等“三機(jī)”配套設(shè)備，大功率、重型化、小體積和高可靠性的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工作面的自動(dòng)化操作和控制是實(shí)現(xiàn)礦井增產(chǎn)增效的有效手段。2011年11月28日唐山溝煤礦薄煤層自動(dòng)化無(wú)人作業(yè)工作面成功實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)化運(yùn)行，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)首個(gè)薄煤層自動(dòng)化工作面進(jìn)入生產(chǎn)階段，也將對(duì)我國(guó)今后薄煤層開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用起到重要的推動(dòng)和示范作用。

（編輯：武曉平）

中圖分類號(hào)：TD 823

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5050（2016）03-068-02

DO I：10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.06.020

收稿日期：2015-12-29

作者簡(jiǎn)介：任率（1988-），男，山西呂梁人，在讀工程碩士，助理工程師，從事煤礦安全監(jiān)察工作。

App lication of Automated M ining Technology in Thin Coal Seam in Tangshangou M ine

REN Shuai1,2
（1.College ofMining Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China；
（2.Yinnan Supervision Branch，Ningxia CoalMine Safety Supervision Bureau，Yinchuan 750411，China）

Abstract：By the application in thin coalseam in Tangshangoumine，automatedmining technology wasstudied to draw the following conclusions：for small-andmedium-sizemines，it is essential to select appropriate hydraulic support，shearer，conveyor，and three machines'supporting equipment，with high-power，heavy industrialization，small volume，and high reliability.Besides，realizing the automatic operation and controlof theworking face is an effective approach to increase production and efficiency in themine.

Keywords：thin coalseam；automatedmining；automatic controlsystem