探討智能化采煤裝備的關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：智能化采煤裝備的廣泛應(yīng)用改變了煤礦開采的方式方法，大大提升了煤礦開采效率與質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)整個(gè)采煤事業(yè)發(fā)展意義重大。在信息化和智能化快速發(fā)展的今天，智能化采煤裝備應(yīng)用時(shí)可依賴的技術(shù)越來越多，比如煤礦帶式輸送機(jī)技術(shù)、自動(dòng)調(diào)整載割調(diào)控技術(shù)，均有良好的應(yīng)用效果。本文為進(jìn)一步明確智能化采煤裝備的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)從智能化的采煤技術(shù)、煤礦帶式輸送機(jī)技術(shù)、自動(dòng)調(diào)整載割調(diào)控技術(shù)、系列化的刮板輸送機(jī)及綜采工作面集成技術(shù)這五個(gè)方面來分析論述。

關(guān)鍵詞：智能化采煤裝備;煤礦開采;智能化技術(shù)

就目前我國(guó)的煤礦開采來說，已經(jīng)朝著智能化的方向發(fā)展，結(jié)合智能化采煤設(shè)備的使用特點(diǎn)和發(fā)展需求，當(dāng)前所研究出的智能感知技術(shù)與調(diào)控技術(shù)、高性能的傳動(dòng)技術(shù)均有十分良好的應(yīng)用效果，這讓所使用的智能化采煤設(shè)備無論是性能發(fā)揮還是工作狀態(tài)均十分顯著，大大改變了以往的煤礦開采方式。另外，光纖傳感器技術(shù)、慣性導(dǎo)航技術(shù)、磨損自修復(fù)技術(shù)和機(jī)電液一體化傳動(dòng)技術(shù)也大大促進(jìn)了智能化采煤設(shè)備的發(fā)展?；谥悄芑擅貉b備的這一發(fā)展，進(jìn)一步應(yīng)用好相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)尤為關(guān)鍵，必須給予高度的重視。

1智能化的采煤技術(shù)

目前來看，最值得一提的智能化采煤技術(shù)是煤礦井下采掘裝備遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，這一技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)非常的成熟，在煤礦開采中有很強(qiáng)的實(shí)用性和適用性。總的來說，煤礦井下采掘裝備遠(yuǎn)程遙控技術(shù)的功能集中體現(xiàn)在四個(gè)方面。一是采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、故障參數(shù)、姿態(tài)參數(shù)均可以被在線感應(yīng)，煤巖界面的多項(xiàng)信息均可以被實(shí)時(shí)融合與傳輸，同時(shí)可以及時(shí)預(yù)警采煤機(jī)的故障。二是這一技術(shù)有著良好的截割功能，在采煤機(jī)截割滾筒記憶的支撐下，可以自動(dòng)去修正截割路徑。三是可以即時(shí)完成信息的收發(fā)，會(huì)選擇將信息傳輸系統(tǒng)安裝在采煤液壓支架上，以此來獲取所需要的信息。四是煤礦井下采掘裝備遠(yuǎn)程遙控技術(shù)可以借助3DVR數(shù)字化平臺(tái)，在智能化管理的同時(shí)可以對(duì)煤礦開采情況加以遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大提升了煤礦開采的安全性。除此之外，目前市面上的一種遠(yuǎn)程集中控制性質(zhì)的采煤機(jī)已經(jīng)具備了初步的煤巖識(shí)別能力，這對(duì)于促進(jìn)采煤智能化意義重大。

2煤礦帶式輸送機(jī)技術(shù)

從當(dāng)前我國(guó)所使用的煤礦帶式輸送機(jī)設(shè)備來看，有非常多的優(yōu)勢(shì)，最為顯著的優(yōu)勢(shì)是有很長(zhǎng)的運(yùn)輸距離，有很大的運(yùn)量，且?guī)俦容^高。以可伸縮的帶式輸送機(jī)為例來說，其每一個(gè)小時(shí)的運(yùn)量可以達(dá)到4000噸，運(yùn)輸距離可以達(dá)到6000米，驅(qū)動(dòng)總功率可以達(dá)到3360KW，帶速可以達(dá)到每一秒4米。另外，對(duì)于大型帶式輸送機(jī)智能化系統(tǒng)來說，所包含的關(guān)鍵技術(shù)主要是軟啟動(dòng)和自適應(yīng)張緊控制。比如在雙電動(dòng)機(jī)差動(dòng)軟啟動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中，若是使用大功率的帶式輸送機(jī)，不僅可以完成軟停車操作，且即便是范圍較大也可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速這一操作。再比如應(yīng)用智能化的控制技術(shù)時(shí)，不僅可以實(shí)現(xiàn)過載自動(dòng)保護(hù)，而且可以確保多功率處于平衡狀態(tài)，即便是在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，也不需要花費(fèi)太多的維修成本，可以很好的延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

3自動(dòng)調(diào)整載割調(diào)控技術(shù)

自動(dòng)調(diào)整載割調(diào)控技術(shù)是智能化采煤設(shè)備運(yùn)行中一種必不可少的技術(shù)，實(shí)用性非常強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過人工去操作智能化采煤設(shè)備，以此來實(shí)現(xiàn)調(diào)控目標(biāo)。當(dāng)落實(shí)記憶和采挖這兩項(xiàng)調(diào)控需求時(shí)，在后續(xù)的采煤操作過程中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采煤。不過需要注意的一點(diǎn)是，要想充分發(fā)揮好自動(dòng)調(diào)整載割調(diào)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際使用過程中要考慮使用生產(chǎn)挖掘設(shè)備，原因在于生產(chǎn)挖掘設(shè)備可以很好的去適應(yīng)巖體采煤硬度的變化，對(duì)提升采煤安全性和有效性意義重大。目前來看，自動(dòng)調(diào)整載割調(diào)控技術(shù)還有很大的完善空間，尤其是原理和方法上還是有很多的研究?jī)?nèi)容的，今后要進(jìn)一步加大研究力度。

4系列化的刮板輸送機(jī)

刮板輸送機(jī)目前已經(jīng)獲得非常好的發(fā)展，可以說，已經(jīng)達(dá)到了系列化的發(fā)展水平。以其中的軟啟動(dòng)控制技術(shù)為例來說，其是智能化技術(shù)的集中體現(xiàn)，依托軟啟動(dòng)控制技術(shù)，刮板鏈可以自動(dòng)的去張緊，且可以對(duì)采煤工作狀態(tài)加以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這對(duì)于保證采煤質(zhì)量有著十分大的裨益。當(dāng)前所廣泛應(yīng)用的軟啟動(dòng)方式主要有兩種，一種是電動(dòng)機(jī)+CST可控驅(qū)動(dòng)裝置，另一種是電動(dòng)機(jī)+減速器+閥控充液型液力耦合器，均有著很好的應(yīng)用效果。當(dāng)刮板鏈自動(dòng)張緊時(shí)，可以精準(zhǔn)獲取到該點(diǎn)鏈條張力變量信息，此時(shí)需要去監(jiān)測(cè)刮板輸送機(jī)機(jī)頭鏈輪分離點(diǎn)的鏈條懸垂量，傳感器在獲取到相關(guān)的信息后，可以將信息即時(shí)傳輸至PLC控制器，繼而對(duì)相關(guān)的信息加以分析與判斷。待信息分析完成后，可以為后續(xù)的工作提供參考意見，發(fā)出控制信號(hào)，以此來控制液壓油缸的伸縮量，最終良好控制刮板鏈張力。

5綜采工作面集成技術(shù)

對(duì)于當(dāng)前所使用的綜采工作面集成系統(tǒng)來說，其所含有的智能化設(shè)備較多，最為主要的設(shè)備包括無線交換機(jī)、巷道視頻攝像機(jī)、巷道無線接入基站、巷道控制器、移動(dòng)變電站、巷道爆破交換機(jī)、乳化液泵站主機(jī)、電液控系統(tǒng)。在實(shí)際使用時(shí)，可以依托的技術(shù)是綜采工作面集成技術(shù)，憑借這一技術(shù)，可以對(duì)多種設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化控制，且實(shí)現(xiàn)協(xié)同互鎖。以綜采工作面集成技術(shù)中的數(shù)據(jù)傳輸功能為例來說，數(shù)據(jù)傳輸可以獲取到端頭無線交換機(jī)、巷道控制器、視頻的相關(guān)信息，達(dá)到遠(yuǎn)程操控的目標(biāo)。但總的來說，當(dāng)前階段所使用的綜采工作面集成技術(shù)還有一定的局限性，還無法真正意義上做到智能開采，后續(xù)要將技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)落在裝備傳感、識(shí)別、調(diào)控這三種功能上，要做好智能傳感和調(diào)控。

結(jié)語

智能化設(shè)備應(yīng)用過程中對(duì)智能技術(shù)的依賴程度非常高，當(dāng)前所使用的智能化技術(shù)均有著很好的應(yīng)用效果，對(duì)提升采煤工作效率與質(zhì)量意義重大。今后要進(jìn)一步加大對(duì)智能化采煤裝備和技術(shù)的研究力度，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的控制。

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作者簡(jiǎn)介：

劉濤（1980.11.25-），男，漢族，山東濟(jì)南人，大學(xué)，中級(jí)工程師，研究方向：采煤裝備技術(shù)。

（兗州煤業(yè)股份有限公司趙樓煤礦，山東 巨野 274900）