基于采煤機自動化與智能化控制技術(shù)

蘇月軍

（山西焦煤集團嵐縣正利煤業(yè)有限公司，山西呂梁033000）

采煤機作為煤礦生產(chǎn)劃時代的高新設(shè)備，有著重要意義，首先采煤機提升了采煤的效率和質(zhì)量，將煤炭的種類細(xì)分采集，采煤機的出現(xiàn)也減少了人工的投入，減少了礦井安全防護相關(guān)方面的資金。采煤機自身的機構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜的，尤其是礦井下的環(huán)境十分惡劣，一般煤礦井下高溫并且粉塵含量較高，采煤機長時間高速運轉(zhuǎn)很容易導(dǎo)致出現(xiàn)問題，因此采煤機智能化檢測故障發(fā)生原因就變得十分關(guān)鍵，將故障信息傳輸?shù)街醒胗嬎銠C當(dāng)中，計算機進行分析，維修人員可以很快幫助采煤機再次投入使用。由于采煤機自身的自動化以及智能化，需要技術(shù)人員進行遠程監(jiān)控，但是遠程監(jiān)控方面的自動化程度還需要提升。我國的采煤機當(dāng)中的監(jiān)控系統(tǒng)主要引進國外的相關(guān)設(shè)備，自動化程度不高，還需要我們繼續(xù)研發(fā)。

1 采煤機當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀

由于我國煤層開采需求的增多，我國的相關(guān)采煤設(shè)備也在不斷研發(fā)，并且趨向自動化和智能化，種類也越來越多，但是當(dāng)前最先進的還是滾筒采煤機。我國的煤層開采技術(shù)還是存在不足，初期還需要引進先進國家的采煤設(shè)施，現(xiàn)在已經(jīng)可以根據(jù)我國煤層的實際情況進行改善了。滾筒采煤機將截割電動設(shè)備水平和垂直方面同時放置，提升了采煤機的開采效率和質(zhì)量。我國煤層類型多種多樣，針對不同煤層的特性，也有多種類型的煤層開采機械設(shè)備，但在自動化和智能化方面還需要提升。

2 滾筒采煤機自動化和智能化的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 監(jiān)控通信技術(shù)

煤礦采集工作有著相當(dāng)復(fù)雜的工作環(huán)境，并且采煤機的工作時間和工作強度是很大的，在長期的惡劣環(huán)境下進行工作，很容易出現(xiàn)故障和問題，因此我們需要在采煤機工作過程當(dāng)中應(yīng)用監(jiān)控通信技術(shù)，實時監(jiān)控采煤機的工作情況。在采煤機當(dāng)中應(yīng)用監(jiān)控通信技術(shù)在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)投入使用了，當(dāng)時使用的主要監(jiān)控通信技術(shù)還是高壓動力載波法，雖然保證了信息的傳遞，但是實際的工作效率卻不高。新時代下采煤機當(dāng)中主要使用的監(jiān)控通信技術(shù)有監(jiān)督視頻機、遠程雷達還有高帶寬的光纖通道進行傳輸。監(jiān)控通信技術(shù)當(dāng)中的計算機應(yīng)當(dāng)使用防爆計算機，及時接受設(shè)備傳輸出來的影像和信息，在互聯(lián)網(wǎng)平臺上實現(xiàn)資源和信息的共享，實現(xiàn)對采煤機運行情況的監(jiān)督。高壓動力載波法主要在煤層厚度1.3～3.5m這一類的中厚煤層發(fā)揮作用，煤炭的硬度普氏系數(shù)為2～3，屬于中硬煤層。

2.2 機載控制技術(shù)

滾筒采煤機自動化和智能化系統(tǒng)機載控制技術(shù)是以計算機軟件為依托的，是采礦機投入使用的重要設(shè)備，機載控制技術(shù)應(yīng)用所依托的計算機設(shè)備首先要具備運行接口和數(shù)據(jù)信息反饋通道，機載控制技術(shù)在應(yīng)用過程當(dāng)中會對機載操作的基礎(chǔ)參數(shù)信息進行監(jiān)控，和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成配合，提升采煤機的操作效率和質(zhì)量。采煤機工作的環(huán)境相當(dāng)惡劣，滾動采煤機進行初始設(shè)計的過程中更加注重智能化方面的提升，希望滾動采煤機可以自身對煤層信息進行監(jiān)控，使用嵌入式控制模板，提升信息收集和分析的能力。采煤機自動化和智能化技術(shù)還體現(xiàn)在煤層和巖層的自主區(qū)分上，采煤機對煤層和巖層進行區(qū)分主要依靠截割電動機的工作電流和滾筒調(diào)高油缸的壓力進行判定，對巖層或者是煤層進行切割時，調(diào)高油缸的壓力以及截割電動機的電流有所不同。滾筒碰到巖層之后，截割電動機的工作電流的平均值會升高，并且數(shù)據(jù)以及調(diào)高油缸的壓力數(shù)據(jù)出現(xiàn)很大波動，滾筒采煤機就可以直接判斷是否接觸到巖層。煤巖識別工作過程中，采煤機正常進行煤層切割，滾筒采煤機的下滾筒會沿著采煤機程序設(shè)定的路線進行切割，這個時候采煤機的壓力以及轉(zhuǎn)速還有電流情況都是一個相當(dāng)穩(wěn)定的狀態(tài)，如果壓力和電流出現(xiàn)了較大波動，那么說明切割到了巖石，需要調(diào)整切割的角度和深度。

2.3 走控和截割技術(shù)

滾筒采煤機工作的重點就是采高和走控，采高和走控也是提升采煤質(zhì)量的關(guān)鍵，我們追求滾筒采煤機的走控以及截割技術(shù)的自動化，主要是為了減少技術(shù)人員和探測人員的工作難度，也可以配合滾筒采煤機的使用。滾筒采煤機自動化識別煤層基礎(chǔ)信息有相當(dāng)顯著的應(yīng)用意義，相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)我國的煤層實際開采情況進行了相關(guān)方面的努力，在研究過程當(dāng)中也結(jié)合了多種高新技術(shù)，例如圖像研究方法和地震波測查方法還應(yīng)用到了高分子射線以及地質(zhì)雷達等多種技術(shù)。但是我國的滾筒采煤機還是主要使用記憶截割法進行操作，這樣的截割方法無法實現(xiàn)自動化和智能化，我國的煤炭儲量非常多，數(shù)量和種類都很多，進行實際開采的過程中一般是不同厚度和硬度的煤層有著不同種類的煤炭資源，需要技術(shù)人員實時監(jiān)督采煤機的開采進度，保證和煤層的變化統(tǒng)一。滾筒采煤機當(dāng)中近年來也加入了熱成像技術(shù)，采煤機進行截割的過程中可以通過剪裁和拼圖等多種方式來明確不同煤層的分界線，再安裝震動傳感設(shè)備，技術(shù)人員進行研究和應(yīng)用之前首先就要掌握設(shè)備運行的原理和應(yīng)用技術(shù)特點，結(jié)合區(qū)域煤層的分布特點，提升判斷的精確度，提升采礦質(zhì)量和效率。

2.4 故障預(yù)警技術(shù)

滾筒采煤機在工作過程當(dāng)中如果遇到了故障是相當(dāng)明顯的，一般表現(xiàn)為劇烈晃動或者是工作的停止，但是在煤層開采過程中出現(xiàn)這種問題很可能導(dǎo)致滾筒采煤機出現(xiàn)質(zhì)量問題，或者是導(dǎo)致煤層的不穩(wěn)定，這就要求滾筒采煤機有準(zhǔn)確的故障預(yù)警技術(shù)。要想提升故障預(yù)警技術(shù)的效率，我們首先就需要清晰了解采煤機故障產(chǎn)生的原因，通過對滾筒采煤機故障的分析，我們發(fā)現(xiàn)滾筒采煤機出現(xiàn)故障大部分都是因為溫度過高或者是震動幅度太強導(dǎo)致出現(xiàn)問題，如果我們能在采煤機出現(xiàn)故障之前就進行故障的預(yù)防，那么煤層的開采效率和開采質(zhì)量就變得更加重要。采煤機自動化和智能化也體現(xiàn)在故障預(yù)警技術(shù)當(dāng)中，采煤機根據(jù)自身煤層采集的歷史數(shù)據(jù)還有信息等來對采煤機當(dāng)中重點零部件的外形和使用情況進行分析，采煤機將這些信息通過光纖傳輸給計算機，進行全面判斷。

3 總結(jié)

在提升滾筒采煤機自動化和智能化的過程中，我們不能僅僅拘泥于這一種類型采煤機的使用，對其他類型的采煤機也可以進行更多的實驗測試。伴隨時代的發(fā)展和進步，智能化和自動化技術(shù)不斷進步和提升，我國的煤層開采程度也越來越深入，當(dāng)前攻克困難煤層的煤礦工程越來越多，提升采煤機的自動化和智能化更加重要。自動化和智能化應(yīng)用的過程中需要精準(zhǔn)的信息采集和傳輸，計算機的處理能力也要滿足要求。滾筒采煤機自動化和智能化發(fā)展主要還是依靠自動化傳遞和影像視頻記錄以及煤層和巖石層的辨別技術(shù)實現(xiàn)，發(fā)展的過程中要優(yōu)化對采煤機的遠程監(jiān)控，保證整個采煤機的穩(wěn)定和安全。