綜采工作面采煤機自動化控制技術(shù)研究

常良

冀中能源邢臺礦業(yè)集團有限責任公司 生產(chǎn)部 河北邢臺 054000

1 綜采工作面自動化系統(tǒng)的構(gòu)成

煤礦開采的主要任務(wù)就是保證綜采工作面的工作效率，確保綜采自動化采煤技術(shù)可以滿足煤礦開采需求，及時發(fā)現(xiàn)開采過程中存在的安全問題，提高采煤效率。綜采自動化采煤工作面的主要組成有主采機組和轉(zhuǎn)載運輸部分，主采機組又包括采煤機、刮板機、乳化液泵站和液壓支架，轉(zhuǎn)載運輸部分包括轉(zhuǎn)載機、破碎機、超前支護支架以及帶式運輸機等，工作面的主要設(shè)備是采煤機、刮板機和液壓支架。液壓支架具有不同的類型，每種類型的液壓支架起到的作用不同，例如端頭液壓支架主要起支護端頭空間巷道圍巖以及保護輸送機的作用，超前支架主要起超前支護兩側(cè)圍巖的作用。綜采工作面上的原煤需要經(jīng)過破碎機處理之后再由轉(zhuǎn)載機運輸?shù)捷斔蜋C上，然后通過運輸機運走。帶式運輸機的機尾部分為自移式結(jié)構(gòu)，具有較高的靈活性。綜采工作面液壓支架的主要動力源為乳化液泵站，噴霧泵站則起到提供冷卻水以及噴霧壓力水的作用。噴霧泵提供的冷卻水和壓力水會供給采煤機和刮板機，然后其再經(jīng)過轉(zhuǎn)載機進行降溫、降塵[1]。

2 綜采自動化采煤技術(shù)的現(xiàn)狀

當前世界上最為先進的采煤工藝便是綜采自動化采煤技術(shù)，作為自動化綜采技術(shù)，便是集合了“破、裝、運、支、處”等多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并全部的開展了自動化運行，并且在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)當中都開展了機械化生產(chǎn)，切實的減少了中間人為環(huán)節(jié)的參與，切實的在增強勞動效率。但是，在“破、裝、運、支、處”等多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中，都需要人為的進行自動化機械操控，尤其是自動化機械設(shè)備控制環(huán)節(jié)中，更加需要人為的進行生產(chǎn)控制主導(dǎo)。人為綜采自動化采煤技術(shù)控制與操控，往往會造成一定程度上的安全問題，并且與煤礦安全生產(chǎn)的相關(guān)內(nèi)容相悖。但是就綜采技術(shù)設(shè)備控制的內(nèi)容，當前還并沒有一個完善的行業(yè)標準，很多國家針對綜采技術(shù)設(shè)備控制系統(tǒng)管理的標準也不盡相同，所以當前采煤工作必須要進一步的強化綜采工作自動控制的理論和實際應(yīng)用效率[2]。

3 綜采自動化采煤技術(shù)的應(yīng)用

3.1 支撐技術(shù)

傳統(tǒng)的能源開采中，多使用四連桿液壓支架來實現(xiàn)采礦作業(yè)，雖然這種方式具有良好的支撐效果，但是其支架自重極大，在薄礦層開采中不適用。因此，針對這種開采情況，薄礦層開采中改進了傳統(tǒng)四連桿的支撐結(jié)構(gòu)，使其能夠具有支撐油缸和油缸兩端鉸接頂梁與底座的結(jié)構(gòu)。在這種支撐技術(shù)下，整體支撐結(jié)構(gòu)可以通過對油缸位置的控制來實現(xiàn)對頂梁狀態(tài)的控制，該種支撐結(jié)構(gòu)還可以加大支撐載荷，從而提高整體支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與加固效果。但是，這種支撐結(jié)構(gòu)對支架的自動控制需要借助于相關(guān)的紅外線發(fā)射與接收裝置，使其能夠滿足采礦機械設(shè)備位置、支架自動控制的相關(guān)要求[3]。

3.2 電控自動化技術(shù)

薄礦層與中、厚礦層相比，其開采空間更為狹小，礦層頂層薄，使得在采礦設(shè)備中，電源箱耦合器與其他的相關(guān)設(shè)備、裝置等必須進行智能重疊安裝，滿足其開采條件。當設(shè)備安裝滿足了基本的穩(wěn)定性與可靠性條件時，就需要在開采過程中采用分散監(jiān)控模式，保證開采順利的同時，降低開采作業(yè)人員的操作風險，提升自動化控制水平。

3.3 追蹤切換監(jiān)控技術(shù)

采煤機在自動化開采中，利用有序自動化開采技術(shù)進行截割工作面，采煤機割煤工況被追蹤監(jiān)控系統(tǒng)實時跟進。被裝在液壓支架攝像儀隨時監(jiān)控采煤機動態(tài)，采煤機割煤被完全掌控著，為了高效監(jiān)控與自動化調(diào)控，視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用切換技術(shù)，有利于視頻監(jiān)控系統(tǒng)不至于存儲不夠而卡死。（1）畫面無縫拼接。采用動態(tài)畫面無縫拼接技術(shù)，用大視角的方式監(jiān)測采煤機工作，對于不同情況、不同位置和不同場景的畫面進行錄制拍攝，采煤機工作的遠近視頻無差異化相逢連接，設(shè)計的作用主要是使視頻前的操作員身臨其境，有助于操作員進行跟機管理采煤機自動采煤。（2）視頻跟蹤調(diào)換。綜采工作面空間有限，煤塵嚴重，可視化不強，為清晰拍攝工作面采煤機運轉(zhuǎn)情況，采用無線技術(shù)與有線技術(shù)相結(jié)合的手段采集采煤機工況，通訊器將采集到的信息迅速傳到自動控制中心，為控制軟件跟隨采煤機實現(xiàn)切換監(jiān)控。

3.4 泵站控制系統(tǒng)

泵站控制系統(tǒng)的主要作用便是起到了乳化液泵、噴霧泵的壓力、流量等內(nèi)容，進行檢測。切實的針對乳化液泵的乳化液位、油箱油位、乳化液濃度等內(nèi)容進行自動的監(jiān)測和控制。有效的實現(xiàn)乳化液泵、噴霧泵自動補充乳化液、清水的效用，有效的保障乳化液濃度的標準性與科學性，確保乳化液泵、噴霧泵參數(shù)的標準型，強化了乳化液泵、噴霧泵健康運行的實際效率。

3.5 遠程操作，無人值守

井下作業(yè)環(huán)境惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，為了更好地了解井下具體情況，為自動采煤提供準確的數(shù)據(jù)，在采煤工作面安裝了監(jiān)控系統(tǒng)。在采煤機滾筒上安裝礦用攝像器，觀察工作面狀況。在采煤機機體上安裝礦用的攝像頭，觀察電纜、采煤機具體位置。每隔一定的距離，在液壓支架上安裝礦用攝像頭，保證全方位、無死角的監(jiān)測、觀察整個綜采面情況。攝像頭連接礦用通訊電纜，實時把監(jiān)測到的具體情況傳送到集控中心，在預(yù)設(shè)割煤軌跡路線下，自動控制系統(tǒng)根據(jù)工作面內(nèi)的情況轉(zhuǎn)換到地面視頻監(jiān)控系統(tǒng)，操作人員則根據(jù)變化進行調(diào)整。

4 結(jié)語

綜采自動化采煤技術(shù)可以幫助煤礦企業(yè)提高開采效率以及開采質(zhì)量，因此我國煤礦企業(yè)應(yīng)當不斷引進先進的綜采技術(shù)以及開采設(shè)備，加強對于工作人員的監(jiān)督和培訓(xùn)，同時也要重視健全自身的監(jiān)管制度，加強綜采自動化采煤技術(shù)在開采過程中的應(yīng)用，幫助自身逐漸提高經(jīng)濟效益以及行業(yè)地位。