綜采自動(dòng)化智能無(wú)人化技術(shù)與應(yīng)用

王貝貝 魏鵬飛

1.山東東山古城煤礦有限公司； 2.山東東山新驛煤礦有限公司

引言：綜采自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)采煤工作產(chǎn)生了巨大的帶動(dòng)作用，對(duì)今后煤礦企業(yè)的發(fā)展有著十分重要的幫助。但目前綜采自動(dòng)化技術(shù)還不夠完善，需要通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究加以改進(jìn)，逐步提高采煤效率，降低安全事故發(fā)生的可能性。

一、綜采自動(dòng)化采煤技術(shù)簡(jiǎn)介

1.綜采自動(dòng)化采煤技術(shù)結(jié)構(gòu)分析。綜采自動(dòng)開(kāi)采技術(shù)是一種應(yīng)用于煤礦工作面生產(chǎn)的技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了用機(jī)械代替人工生產(chǎn)的目的，提高煤礦生產(chǎn)效率具有重要意義，許多煤礦開(kāi)始重視全機(jī)械化自動(dòng)開(kāi)采技術(shù)以投資少、生產(chǎn)效率相對(duì)較高為目標(biāo)，提高煤礦生產(chǎn)效益，實(shí)現(xiàn)提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。目前，綜采自動(dòng)化技術(shù)的主要組成部分是采煤機(jī)、液壓支架和鏟運(yùn)機(jī)，其系統(tǒng)應(yīng)用的自動(dòng)化水平較高。為了及時(shí)將采出的工作面煤運(yùn)至地面，還應(yīng)使用破碎機(jī)、輸送機(jī)和運(yùn)輸機(jī)，這些設(shè)備對(duì)改善綜采自動(dòng)化開(kāi)采工藝，提高采煤效率具有重要意義。此外，綜采自動(dòng)化技術(shù)在采礦過(guò)程中的應(yīng)用，也可以實(shí)現(xiàn)記憶采礦和自動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓ぷ髂繕?biāo)，并在作業(yè)過(guò)程中及時(shí)收集各種信息。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析對(duì)保證信息的真實(shí)性具有重要意義。與人工采煤相比，保證了綜采自動(dòng)采煤技術(shù)應(yīng)用的可靠性和科學(xué)性。同時(shí)，其自身的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的運(yùn)行目標(biāo)，對(duì)實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的無(wú)人操作，保障職工的安全具有重要意義。

圖1

2.綜采自動(dòng)化采煤技術(shù)工作特點(diǎn)。在綜采自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中最重要的結(jié)構(gòu)是其框架結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用過(guò)程中能保持相對(duì)較好的穩(wěn)定性和剛度，并能靈活應(yīng)對(duì)相對(duì)較差的工作條件和復(fù)雜的地質(zhì)條件。為了保證操作的靈活性，設(shè)備可在生產(chǎn)過(guò)程中單獨(dú)安裝。一般情況下，不使用鏈條工具連接部件，采用非鏈條連接方式。同時(shí)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)綜采自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行控制，可以保證所獲得數(shù)據(jù)的有效性，數(shù)據(jù)采集的速度也能滿足相關(guān)要求。

3.工作面情況。在實(shí)際采煤過(guò)程中，受煤礦形成原因等方面的影響，采煤工作面普遍存在大量斷層，但對(duì)采煤工作面運(yùn)行的實(shí)際影響不大。在采煤工作面生產(chǎn)過(guò)程中，首先要注意工作面位置的水文地質(zhì)，特別是含水層的重要性。受儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)的影響，含水層一般位于煤層之上，當(dāng)采煤工作面生產(chǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)很可能伴隨著突水，這將對(duì)采煤工作面和煤礦工人使用的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，可能危及煤礦工人的安全，采煤工作面開(kāi)采后可能發(fā)生突水，連續(xù)生產(chǎn)工作也很難開(kāi)展，給煤礦企業(yè)的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

二、綜采自動(dòng)化采煤技術(shù)的具體分析

綜采自動(dòng)化技術(shù)可以為礦工提供相對(duì)安全的工作環(huán)境，提高采礦作業(yè)的適應(yīng)性，更好地處理各種復(fù)雜的采礦環(huán)境和條件，提高采礦作業(yè)的穩(wěn)定性和效率。

1.自動(dòng)化采煤機(jī)的應(yīng)用。在煤礦開(kāi)采中，采礦設(shè)備的應(yīng)用是一個(gè)必然的需要，而在綜采自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)中，為了按照技術(shù)要求完成所需的采礦工作，必須使用自動(dòng)采煤機(jī)。在自動(dòng)剪板機(jī)的應(yīng)用中，手工工作在一定程度上只能起到輔助作用。一般來(lái)說(shuō)，使用自動(dòng)采煤機(jī)時(shí)，只有操作者需要輸入正確的采煤數(shù)據(jù)和參數(shù)，才能等待自動(dòng)采煤機(jī)完成相應(yīng)的工作，這是一種非?，F(xiàn)代化和高效的操作模式。在自動(dòng)化采煤技術(shù)中包括拖拉機(jī)和滾筒等不同的部件，其中拖拉機(jī)是最重要的作業(yè)設(shè)備。在具體的采煤工作中，應(yīng)根據(jù)不同的條件，選擇相應(yīng)的操作方式，以保證自動(dòng)采煤機(jī)的運(yùn)行。（1）第一刀限制。具體來(lái)說(shuō)，第一刀限位是設(shè)定自動(dòng)剪板機(jī)第一刀的參數(shù)，因此必須準(zhǔn)確掌握剪板機(jī)第一刀的切削速度和角度，以保證自動(dòng)剪板機(jī)的正常工作。但是，在第一刀限位時(shí)，還需要注意實(shí)際切削量必須控制在自動(dòng)剪的最大能力下，以保證自動(dòng)剪的正常穩(wěn)定運(yùn)行。（2）記憶采煤。記憶采煤是自動(dòng)采煤機(jī)參數(shù)設(shè)置的重要組成部分。記憶采煤必須由操作者準(zhǔn)確設(shè)定，并輔以其它設(shè)備，才能有效地完成采煤工作。在自動(dòng)采煤機(jī)的工作過(guò)程中，還需要根據(jù)情況的變化對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和控制，以保證采煤工作的高效穩(wěn)定。

圖2

2.輸送機(jī)負(fù)載的控制。輸送機(jī)也是綜采自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)的重要組成部分，它主要起著完成煤礦開(kāi)采的運(yùn)輸作用。在實(shí)際采煤工作中必須實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理輸送機(jī)，特別是掌握輸送機(jī)的工作電流和鏈條的實(shí)際受力情況，并根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整，以減少可能出現(xiàn)的誤差，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)然這是理想的工作狀態(tài)，通常在實(shí)際工作中輸送機(jī)的負(fù)載問(wèn)題發(fā)生在對(duì)工作電流和鏈條受力的控制上。在發(fā)送器的工作中具體的工作數(shù)據(jù)和參數(shù)將傳送到中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)將根據(jù)發(fā)送器的速度調(diào)整采煤速度，以提高整個(gè)采礦工作的效率。

結(jié)束語(yǔ)：煤礦資源本身就是一種稀缺資源，隨著長(zhǎng)期的破壞性開(kāi)采地球上現(xiàn)有的煤礦資源數(shù)量迅速減少，這自然給煤礦企業(yè)帶來(lái)了一定的壓力。煤炭資源量與社會(huì)發(fā)展對(duì)煤炭資源的需求存在嚴(yán)重矛盾。為了最大限度地減少這一沖突的不良后果，必須提高煤炭資源的開(kāi)采效率，減少開(kāi)采造成的資源浪費(fèi)和損失。基于這種情況和背景，出現(xiàn)了綜采自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)。提高了采煤效率降低了采礦作業(yè)的消耗，為實(shí)現(xiàn)煤礦安全、高效、健康發(fā)展發(fā)揮了關(guān)鍵作用。