煤礦自動化綜采工作面應用研究

天地（常州）自動化股份有限公司 盧東貴

煤礦自動化綜采工作面應用研究

天地（常州）自動化股份有限公司 盧東貴

隨著時代的進步，煤礦綜采工作面自動化的應用水平，已然成為彰顯煤礦整體現(xiàn)代化管理質量，以及煤礦技術設備高端先進狀態(tài)的關鍵性指標，與此同時，其更加有助于長期保證各類技術設備的連續(xù)性、高效率、協(xié)調安全性的運行效果，為后續(xù)煤炭資源可持續(xù)與安全開采等目標貫徹，奠定基礎。由此，筆者決定客觀論證我國煤礦自動化綜采工作中面臨的相關挑戰(zhàn)困境基礎上，結合實際探討日后合理性地控制舉措，希望能夠引起有關施工和管理人員的重視。

煤礦自動化；綜采工作面；挑戰(zhàn)困境；控制舉措

一、前言

所謂綜采工作面，可以理解為礦井內(nèi)部生產(chǎn)的核心單元，針對其進行自動化設計，可以確保實時性進行煤炭資源安全、高效率開采的同時，營造出集約、智能、科學人性、綠色生態(tài)、安全和諧化的礦區(qū)工作氛圍，因此一直以來，我國各類煤礦企業(yè)對于綜采工作面的自動化應用需求，都變得愈來愈緊迫。不過在實踐應用過程中，始終不可避免地遺留諸多缺陷問題，包括既有的綜采自動化應用技術不夠完善、核心部件可靠性低下、采煤機隨機攝像系統(tǒng)和實際需求相互沖突，以及實時性監(jiān)控與遠程干預能力不理想等狀況，如若長期放置不管，勢必嚴重削減煤礦綜采自動化的控制水平。因此，理清這部分問題癥結，并探討出合理的自動化應用舉措，已經(jīng)是迫在眉睫。

二、目前我國煤礦企業(yè)進行綜采工作面自動化設計開發(fā)中遭遇的挑戰(zhàn)困境

（一）傳感器性能和功能實用性價值著實不高

煤礦企業(yè)想要保證實時性獲得必要性的指導依據(jù)來進行自動化控制系統(tǒng)決策，就必須預先在各類必要裝備上進行傾角、行程、接近、水平位移、光纖陀螺儀器等不同傳感設備添加，如此一來，就可以保證及時針對液壓支架具體的三維形態(tài)和高度、采煤機械和刮板輸送機的傾斜狀況，以及仰俯二維姿態(tài)等進行細致化感知。經(jīng)過一定階段的考察驗證發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場沿用的控制器在做出有關反應動作期間，通常狀況下不會將不同類型傳感器檢測數(shù)據(jù)考慮進去，基本上都是依照動作時間進行直接控制。所以說，涉及傳感器在煤礦綜采工作面自動化系統(tǒng)中的應用實效并不是十分可觀，基本上可以理解為一種擺設，和預設的自動化可用性目標尚有較長一段距離。

（二）必要產(chǎn)品的基礎技術掌握不夠全面，產(chǎn)品應用的可靠性不佳

最近階段，我國在煤礦綜采工作面進行自動化技術應用期間，主要選取國內(nèi)公司產(chǎn)品作為核心部件，包括傳感器、變頻器、輸送機等軟啟動裝備等，不過因為經(jīng)受開發(fā)水平限制，這些部件的可靠性和性能著實不佳，如配套程序存在諸多弊端、采煤工藝與采場實際狀況相互沖突等。由此可以確認，目前我國自行開發(fā)的技術產(chǎn)品，不管是在性能條件或是應用質量上，都尚且不能和西方發(fā)達國家相同類型產(chǎn)品相提并論。再就是液壓支架行程傳感器存在過多的損壞跡象，而全程跟隨采煤機行走的無縫視頻監(jiān)控系統(tǒng)在進行順槽復現(xiàn)的視頻圖像采集整合時亦會出現(xiàn)滯后問題，并且一旦說遭遇了低照明度、不存在光源、煤塵或是霧氣嚴重的環(huán)境條件時，視頻的清晰度效果就會難以達標，在某類層面上遏制了遠程控制功能的具體實現(xiàn)要求。

（三）自動化工作面跟機功能的使用遭受諸多約束

首先，煤機運行速率過快時支架動作難以同步跟進，引發(fā)拉架不齊或是丟架等突發(fā)性狀況；而在進行跟機功能應用環(huán)節(jié)中，一旦說煤機下行速率超出每分鐘12米時，因為采煤機實際運行速率過快，盡管說跟機過程中后方支架被觸發(fā)并進行預警，但是因為移架速度無法跟上采煤機當下實際運行速度，使得預警過后同樣無法擺脫拉架不齊或是丟架等消極狀況，此時唯一的辦法就是委派支架工人在煤機行進前方位置進行人為干預。

其次，工作面調整過程中有關跟機功能會遭受深度約束，如當工作面的坡度和割煤后各類支架拉架量、推移量存在差異狀況時，在連續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中積累的差值就會令這部分工作面難以沿著直線推進。

最后，盡管說煤礦企業(yè)進行其綜采工作面自動化開發(fā)應用的核心動機，是透過技術革新途徑來完成綜采實際生產(chǎn)效率大幅度提升使命。但是面對這類新興技術，不管是上級領導或是下層管理、施工人員，都存在認知不夠深刻的問題，長此以往，將無法保證切實發(fā)揮既有裝備技術應用實效，即不能貫徹綜采自動化工作細致、扎實、有效性的推進目標。

三、新時期下進行我國煤礦自動化綜采工作面科學合理性應用和控制的舉措

（一）引入先進技術經(jīng)驗并加大科技投入力度，提升綜采裝備的技術實力

我國應該極力吸納西方發(fā)達國家關于煤礦綜采自動化技術經(jīng)驗的同時，結合我國特定煤礦開采企業(yè)的實際狀況完成自主創(chuàng)新任務，進一步衍生出個人專屬化的技術條件。特別是在核心部件研發(fā)工作上，要保證全面迎合高可靠性和壽命的產(chǎn)品設計特征。所以，有關工作人員務必要透過科技投入來整改此類狀況，而科技投入便是最佳的適應途徑，不單單有助于實時性改善企業(yè)自主研發(fā)科技和創(chuàng)新的技能是力量，同時更可以快速地推動綜采自動化的改革發(fā)展進程。

（二）加大對重要部件真實性能的測試力度，提升其可靠性和使用壽命

一直以來，我國煤礦綜采工作面自動化技術，始終鎖定在重型輕質攻關事務之上，歸根結底就是偏重于進行結構模仿與開發(fā)，對于重要部件工程分析、理論和實驗研究等幾乎很少涉及。所以，日后有關工作人員必須保證針對重要部件進行真實性能測試和評價，同時及時應用到特定產(chǎn)品設計活動之中。與此同時，還要保證實時性觀察各類部件目前引發(fā)的故障狀況，快速創(chuàng)建特定部件故障的數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)故障率評估與可靠性設計等活動開展，提供一系列可以參考的指標之外，切實提升這部分設備運行的可靠性和使用期限，以及保障自動化成套系統(tǒng)的主要應用性能。

（三）革新思想理念，改良修繕既有的創(chuàng)新機制

在煤礦綜采工作面之中推廣沿用自動化技術，可以說是推動煤礦管理模式向現(xiàn)代化方向快速轉變的有效途徑，即大幅度提升煤炭生產(chǎn)效率并為企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟、社會效益。而在這類自動化應用項目之中，有關領導要保證積極性地組織各類所屬單位進行最新的自動化技術理論學習，使得當中的領導和員工真正透過思想上對自動化技術進行全面認知；再就是定時組織講座或是培訓活動，令自動化技術和各類先進管理思想充分貫穿至實際的工作環(huán)境之中，憑借理論指導實踐、實踐驗證理論的準則，持續(xù)改進煤礦綜采工作面的自動化作業(yè)流程、管理體系、監(jiān)理體制，為日后其整體自動化平穩(wěn)運行，提供諸多保障。

四、結語

綜上所述，綜采自動化技術將有助于大幅度提升我國煤礦開采技術的進步水平，校正現(xiàn)場施工和管理人員的思想行為習慣、改善現(xiàn)場的勞動環(huán)境，最終真正做到無人則安和安全高效等目標。因此，日后希望各類煤礦開采企業(yè)能夠不斷加大對這類技術的關注和應用力度，進一步將綜采自動化技術轉化成為煤礦綜采工作面成套裝備自動化系統(tǒng)的代表性應用成果，相信日后的推廣前景勢必會愈加廣泛。

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盧東貴（1978—），男，江蘇泰州人，工程師，現(xiàn)供職于天地（常州）自動化股份有限公司，主要從事煤礦自動化及通信系統(tǒng)的研究及應用工作。