自動(dòng)化采煤工作面的優(yōu)勢(shì)與局限

趙廣峰

(山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 左權(quán) 032600)

引言

科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，開啟了各個(gè)行業(yè)的信息時(shí)代。傳統(tǒng)煤炭開采變革的效率促使許多煤炭企業(yè)注重自動(dòng)化技術(shù)。煤炭開采的自動(dòng)化對(duì)于當(dāng)代煤炭開采的改進(jìn)至關(guān)重要，而電力自動(dòng)化為煤炭開采的自動(dòng)化提供了重要的技術(shù)支持，在煤炭生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，有助于提高我國(guó)礦業(yè)公司的綜合生產(chǎn)力。

1 采煤工作面自動(dòng)化生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國(guó)目前在采煤方面最主要用到的技術(shù)設(shè)備有：采煤機(jī)的跟機(jī)自動(dòng)、支架的電液掌控以及一鍵啟動(dòng)或停止裝備，綜合采煤技術(shù)連接光纖網(wǎng)絡(luò)，速度非常高，不僅如此，工作范圍漸漸覆蓋到所有視頻監(jiān)控區(qū)，讓采煤技術(shù)智能化的進(jìn)程有了很好的基礎(chǔ)。采煤機(jī)、液壓支架、輸送機(jī)這三者是設(shè)備相互獨(dú)立，各自受控制的裝備。即使目前三機(jī)設(shè)備有很好的監(jiān)督和控制功能，但是，三機(jī)設(shè)備的這些設(shè)備功能還需要進(jìn)一步的提升，收集到的信息要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以不僅是監(jiān)控方面，還要在遠(yuǎn)程控制平臺(tái)方面，將工作可以更好地完善和創(chuàng)新。要通過(guò)遠(yuǎn)程操控將所看到的畫面最終實(shí)現(xiàn)在工作方面的遠(yuǎn)程操作過(guò)程中。

2 自動(dòng)化采煤工作面的優(yōu)勢(shì)

2.1 實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭開采全方位視頻監(jiān)控，提高了安全生產(chǎn)

自動(dòng)化采煤工作方面通過(guò)視頻監(jiān)控到的信息，大數(shù)據(jù)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)三者聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了煤炭機(jī)電設(shè)備的在線狀況是否合理，進(jìn)一步提高煤的開發(fā)帶來(lái)的效益。比如說(shuō)，通過(guò)安裝在設(shè)備上的攝像頭，可以監(jiān)控到煤礦開采的過(guò)程，即使他們?cè)谶^(guò)程中有不良狀況發(fā)生，也可以及時(shí)的監(jiān)測(cè)到，并采取相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施。

2.2 提高了工作效率，降低了人員投入

自動(dòng)化的普及，讓采煤技術(shù)可以更加具有智能化。而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制等這些技術(shù)才得以實(shí)現(xiàn)。不同煤層的采取，自動(dòng)化技術(shù)根據(jù)煤的軟硬程度進(jìn)行區(qū)分，從而進(jìn)行調(diào)整切割。煤層采取出現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)備自動(dòng)做出應(yīng)對(duì)措施，大大提高生產(chǎn)效率。

在采煤中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，設(shè)備可以自主感應(yīng)周邊環(huán)境并進(jìn)行檢測(cè)，讓設(shè)備以最佳的狀態(tài)在環(huán)境中盡快適應(yīng)，以最快的速度進(jìn)行故障診斷，甚至預(yù)測(cè)出一天中所有可能發(fā)生的故障問(wèn)題。就算是最惡劣的條件，設(shè)備也可以用最好的狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)，通過(guò)傳感器做出進(jìn)一步的反應(yīng)。同時(shí)，設(shè)備具有自我調(diào)節(jié)、自我診斷并予以糾正等多種功能。強(qiáng)大的信息存儲(chǔ)能力更是令人震驚，它可以代替人工來(lái)完成信息輸入和日常檢查工作，這不僅可以減少人力、物力的投入，還可以很好地展現(xiàn)現(xiàn)代化技術(shù)的魅力。

2.3 數(shù)據(jù)集中化共享，啟停一鍵化

采煤技術(shù)運(yùn)用了自動(dòng)化是對(duì)設(shè)備遠(yuǎn)程操作、視覺(jué)控制能力的一種實(shí)現(xiàn)和工作管理。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)所有工作面進(jìn)行一個(gè)遠(yuǎn)程操作管理。例如采用自動(dòng)化采煤技術(shù)后，工作面的監(jiān)控系統(tǒng)可以讓開采過(guò)程有一個(gè)很好的控制畫面；除此之外，對(duì)設(shè)備也可以通過(guò)在控制中心處進(jìn)行，讓地下的一鍵啟動(dòng)或停止對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控以及實(shí)時(shí)監(jiān)督。

3 自動(dòng)化采煤工作面局限

3.1 煤巖識(shí)別系統(tǒng)還不完善

當(dāng)前的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)化技術(shù)只能在開采平緩的煤層區(qū)使用，一旦到達(dá)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境后就會(huì)出現(xiàn)各種不同情況。例如，當(dāng)工作面頂板發(fā)生變化的時(shí)候，自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法很好的改變采煤機(jī)的滾筒高低度，如此來(lái)說(shuō)，開采進(jìn)程變慢，就又不得已有了人工加入進(jìn)行操作。

3.2 自動(dòng)找直技術(shù)存在滯后性

發(fā)達(dá)國(guó)家的采煤技術(shù)更是先進(jìn)，完全不同于我們國(guó)家的采煤技術(shù)落后的狀態(tài)。不僅是技術(shù)原因，礦上的各種條件限制，更是難上加難。在井下薄煤層開采時(shí)，煤層厚度讓巷道的穩(wěn)定性程度又下降；煤礦開采過(guò)程中，攝像機(jī)器的不夠成熟，讓拍出來(lái)的畫面不夠清晰；切割煤炭的過(guò)程會(huì)有很大的振動(dòng)聲響，這會(huì)使其他設(shè)備和采煤機(jī)進(jìn)行碰撞，使設(shè)備受損；此外，傳感器和通信設(shè)備需要進(jìn)一步的提升和改善，讓整個(gè)采煤系統(tǒng)可以更加安全可靠。

3.3 設(shè)備維修成本高

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到采煤工作當(dāng)中，雖然它的工作性能更加突出，但是采購(gòu)設(shè)備花費(fèi)相當(dāng)高，會(huì)造成在后期對(duì)設(shè)備維護(hù)的成本上要求更加多

4 促進(jìn)自動(dòng)化采煤工作面應(yīng)用發(fā)展的對(duì)策

4.1 加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高煤巖自動(dòng)識(shí)別

對(duì)于放煤工藝的綜采工作來(lái)說(shuō)要想將智能化運(yùn)用到各個(gè)方面，就要實(shí)行煤巖自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)這種智能化技術(shù)進(jìn)行研究，再加上信息技術(shù)進(jìn)行控制算法，最終讓自動(dòng)化放煤技術(shù)成為可能。在目前，已經(jīng)有像記憶程序控制系統(tǒng)、振動(dòng)頻譜傳感系統(tǒng)等二十多種沒(méi)顏分界傳感系統(tǒng)存在。然而，這些技術(shù)僅僅停留在理論階段，還沒(méi)有進(jìn)入使用狀態(tài)，真正的生產(chǎn)當(dāng)中并沒(méi)有使用。這是因?yàn)槊簬r環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)于煤巖分界面難以分辨，因此，采煤機(jī)滾筒自動(dòng)調(diào)高的最主要一點(diǎn)就是讓煤巖分界識(shí)別傳感器可以更加精確。我們的研究方向最好可以參照發(fā)達(dá)國(guó)家。根據(jù)人家的技術(shù)和設(shè)備取其精華，對(duì)我們自身的設(shè)備進(jìn)行改良。而國(guó)外大多數(shù)采用的技術(shù)是記憶智能程控技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用中，它的應(yīng)用范圍最廣，雷達(dá)探測(cè)技術(shù)也是最具有發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù)。

4.2 提升刮板輸送機(jī)直線度檢測(cè)與控制技術(shù)

我們將綜采工作面與巷道作為一個(gè)測(cè)量對(duì)象，因?yàn)楹芏嘞褚簤褐Ъ苓@樣的設(shè)備在其分部錯(cuò)綜復(fù)雜，所以是一項(xiàng)具有一定難度的測(cè)量技術(shù)。因?yàn)榄h(huán)境的復(fù)雜性，所以綜采工作面的進(jìn)行也不是十分的順利。一般采用的最常規(guī)的就是激光定位技術(shù)。但在采煤過(guò)程中，有大量的煤塵降落所以測(cè)量結(jié)果會(huì)受到一定的影響，因而不支持用這項(xiàng)技術(shù)。測(cè)量設(shè)備自身的儀器精度本來(lái)就對(duì)測(cè)量技術(shù)具有高標(biāo)準(zhǔn)的要求，根據(jù)工作需要，它的精度要達(dá)到0.01o。

4.3 提高煤礦企業(yè)員工的信息化應(yīng)用技能

自動(dòng)化采煤工作面的應(yīng)用，主要涉及到兩方面。一方面設(shè)備檢修人員要不斷學(xué)習(xí)知識(shí)，盡快掌握系統(tǒng)的核心工作，可以獨(dú)擋一面的處理工作中可能出現(xiàn)的障礙。因?yàn)椴擅杭夹g(shù)中應(yīng)用到自動(dòng)化技術(shù)，所以需要的設(shè)備相對(duì)來(lái)說(shuō)較多，尤其應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，便對(duì)檢修人員的要求相當(dāng)高。因此作為檢修人員，一定加強(qiáng)知識(shí)儲(chǔ)備方面的學(xué)習(xí)，可以熟練應(yīng)用。另一方面檢修人員要有一定的安全保護(hù)意識(shí)。在機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用當(dāng)中，有不可估計(jì)的安全因素存在，需要檢修人員時(shí)刻警惕，并可以采取自身保護(hù)措施，進(jìn)一步對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，維護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，自從采煤自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于采煤以來(lái)，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率大大提高和發(fā)展，生產(chǎn)成本也逐年下降。尤其是煤炭資源短缺的現(xiàn)在，更加迫切需要采煤自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。隨著我國(guó)工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，煤炭資源需求將繼續(xù)增長(zhǎng)。因此，政府和企業(yè)都要通過(guò)不斷的研究和學(xué)習(xí)，努力更接近發(fā)達(dá)國(guó)家的煤炭開采技術(shù)，確保我國(guó)煤炭開采產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，促進(jìn)我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)全面強(qiáng)度的提升，實(shí)現(xiàn)我國(guó)真正可持續(xù)發(fā)展的最終目標(biāo)。