煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

田傳防

摘 要：近些年，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，國家相關(guān)部門已將一批綜合技術(shù)水平高、機械化程度高、自動化裝備高的技術(shù)應(yīng)用到了實際的煤礦開采過程中。這些技術(shù)的應(yīng)用主要是為了提升煤炭回采率和開采質(zhì)量，實現(xiàn)我國煤炭資源可持續(xù)發(fā)展。本文筆者主要分析了煤礦綜采工作面中自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，之后又對技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢進行的探討，希望這些建議可以為后續(xù)煤礦開采提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；綜采工作面；自動化技術(shù)；發(fā)展趨勢

1 引言

改革開放之后，我國的煤炭開采在經(jīng)歷多年的發(fā)展后也取得了較為顯著的成績。綜采工作面作為煤礦開采工作中的重要組成部分，其自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅決定著煤礦開采的整體效率，同時也影響著煤礦開采的質(zhì)量與企業(yè)生產(chǎn)安全，這對實現(xiàn)我國煤礦行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展有著非常重要的意義，因此，一定要重視起來。

2 綜采工作面中自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

綜采工作面是整個煤礦生產(chǎn)的重要場所，也是煤礦開采系統(tǒng)中較為復(fù)雜的一部分。其原因在于：很多煤礦開采設(shè)備都集中在此處，綜采工作面上的設(shè)備之間具有較強的關(guān)聯(lián)性，且任何一件設(shè)備不能脫離其他設(shè)備而獨立運行。同時，還因為綜采工作面上的設(shè)備運行，容易受地質(zhì)環(huán)境和工作面完整性等多方面因素影響而發(fā)生變化。一個完整、標準的綜采工作面一般情況下設(shè)備機械多達200臺至300臺同時作業(yè)，最為常見的設(shè)備有：采煤機、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、液壓支架、破碎機等，其中為了保證礦井深處的安全與穩(wěn)定，一般支架數(shù)量會用到100根到200根左右不等，因為支架與設(shè)備的完美配合才可以使得自動化水平效果最大化。但在實際施工過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多設(shè)備共同作業(yè)的難度還是比較大的，雖然我國自動化技術(shù)不斷成熟，但由于受地理位置和地址結(jié)構(gòu)等條件影響，導(dǎo)致很多深層煤層根本不能有效利用自動化技術(shù)，其原因在于我國自動化技術(shù)水平不夠，深層煤層地理條件不能滿足自動化技術(shù)的運轉(zhuǎn)性能。其次，很多設(shè)備體積較大，而礦井下的空間卻很小，這就導(dǎo)致部分設(shè)備滿足不了空間要求，降低了自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3 綜采工作面自動化設(shè)備及系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1 設(shè)備的構(gòu)成

3.1.1主采機組

該機組主要是由液壓支架設(shè)備、采煤機組設(shè)備、乳化液壓泵設(shè)備及刮板設(shè)備等組合而成，是綜采工作面中較為重要的生產(chǎn)部分。其中液壓支架設(shè)備屬于支護設(shè)備，種類和作用各不相同。舉例說明：端頭支架主要是保護煤礦端頭空間巷道圍巖，而超前支架主要是根據(jù)開采進度對兩側(cè)巷道圍巖進行提前支護，其目的是為了降低開采過程中的風(fēng)險。乳化液壓泵設(shè)備則更多的是液壓支架的原動力，主要是給采煤機等設(shè)備提供冷卻水與噴霧壓力水，目的在于幫助機械降溫。

3.1.2轉(zhuǎn)載運輸設(shè)備

主要由破碎設(shè)備、轉(zhuǎn)載設(shè)備、皮帶運輸設(shè)備組合而成。其作用主要是將綜采工作面上的各項設(shè)備有效的連接起來。例如：破碎設(shè)備將煤炭打碎，輸送設(shè)備再利用轉(zhuǎn)載設(shè)備將煤炭移動到皮帶運輸設(shè)備上，最后再根據(jù)運輸線路將煤炭運輸?shù)街贫ㄎ恢?，從而實現(xiàn)了綜采工作面煤炭的生產(chǎn)與運輸工作。

3.2 系統(tǒng)的構(gòu)成

綜采工作面屬于一個復(fù)雜的系統(tǒng)其中包含了多種技術(shù)和設(shè)備，尤其是在自動化技術(shù)運用之后，其系統(tǒng)構(gòu)成主要有：計算機系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、設(shè)備運輸檢測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)等。在綜采工作面上，各個設(shè)備與計算機等技術(shù)有機結(jié)合才是實現(xiàn)煤礦開采自動化效果的核心力量，也是構(gòu)成煤礦開采系統(tǒng)完成的有利依據(jù)。

4 煤礦綜采工作面中自動化技術(shù)

4.1 采煤機技術(shù)

在煤礦開采過程中，采煤機主要是利用數(shù)據(jù)儲存功能對設(shè)備的運行參數(shù)進行自動設(shè)定，并且對牽引設(shè)備、滾筒進行自動系統(tǒng)控制。在綜采工作面中，施工人員可以根據(jù)地質(zhì)條件和采煤機所處位置來確定采煤機的控制方式。但要注意的是：在切第一刀時，技術(shù)人員一定要及時收集割煤技術(shù)參數(shù)，目的是為了和后續(xù)的技術(shù)參數(shù)進行科學(xué)對比，杜絕切割儲存尺寸過大。

4.2 輸送機負載技術(shù)

在實際操作過程中，我們可以根據(jù)輸送機電組的電流變化來觀察輸送機的負載情況，同時，也可以對刮板鏈條的受力大小以及變化情況進行監(jiān)控，其目的是為了有效控制采煤機和輸送機的負載壓力和運輸速度。因為，電流過大刮板鏈條的受力就越大，輸送機由于受負載壓力過大會向采煤機發(fā)出預(yù)警信號，從而迫使采煤機運轉(zhuǎn)速度降低或停止。

4.3 液壓支架技術(shù)

該技術(shù)實現(xiàn)自動化的原理主要是依靠支架來接收采煤機的安全信號，并及時確定采煤機在作業(yè)面中的位置，以便保證支架的正常推溜或移動。在綜采工作面中，液壓支架技術(shù)是在采煤機的技術(shù)上運用的，采煤機利用自身帶有的紅外線發(fā)射信號，而液壓支架技術(shù)是在信號發(fā)出之后利用接受裝置進行信號接受，從而及時確認采煤機機組的具體位置，之后再由液壓支架技術(shù)中的電液控制技術(shù)完成后續(xù)工作面上的自動化生產(chǎn)。

5 煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）會朝著全自動的管理方向發(fā)展。其原因在于：綜采工作面上的所有設(shè)備和工作一定是在相互協(xié)調(diào)下展開的，而當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)與管理手段已經(jīng)非常的發(fā)達，未來煤礦開采行業(yè)在選擇開采設(shè)備的時候，首要選擇一定是智能化、便捷化的操作系統(tǒng)，這樣就可以保證采煤機和輸送機等一些列生產(chǎn)設(shè)備保持在同一個測控系統(tǒng)中便于后續(xù)煤礦開采。（二）朝著設(shè)備研發(fā)與信息收集方向發(fā)展。作為不可再生資源，煤礦開采設(shè)備的研發(fā)與信息收集是對煤礦資源的一種保護，其展示方式主要表現(xiàn)在：很多企業(yè)已經(jīng)將開采重心逐漸移至設(shè)備的執(zhí)行和保護功能研發(fā)上，部分設(shè)備收集的開采數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、地質(zhì)條件數(shù)據(jù)等，都會在計算機系統(tǒng)上進行匯總，之后再回傳給各個控制機組，這樣做的目的是為了更好地提升綜采工作面的自動化水平，保證各個設(shè)備的運行效率。（三）朝著全面自動化生產(chǎn)方向發(fā)展。與人工生產(chǎn)不同，自動化技術(shù)在開發(fā)之初就已經(jīng)對相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)流程進行了優(yōu)化，而真正的自動并不以設(shè)備為主，而是以自動控制系統(tǒng)為核心，從而實現(xiàn)各系統(tǒng)與機制之間的完美配合，降低原有人工生產(chǎn)速度慢、效率低的現(xiàn)狀。綜采工作面自動化技術(shù)好比一個具備全系統(tǒng)管理功能的大型機器，操作人員只需要管理好一套機器就可實現(xiàn)整體系統(tǒng)控制。

6 結(jié)束語

總之，在未來的社會發(fā)展中，煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的使用會越來越廣泛，并且對煤礦開采的作用也越來越大，因此相關(guān)企業(yè)一定要重視其應(yīng)用。

參考文獻

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