煤礦井下自動(dòng)化綜采工藝的應(yīng)用研究探析

王彥坤

摘要：在目前的煤礦開采過程中，井下自動(dòng)化綜采存在開采效率低、經(jīng)濟(jì)性差的問題，為了妥善的解決這些問題，煤礦需要應(yīng)用先進(jìn)的井下自動(dòng)化綜采工藝，更好的實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備智能化協(xié)同控制，對綜采設(shè)備動(dòng)作順序以及相關(guān)要求進(jìn)行分析，制定行之有效的自動(dòng)化控制方案，根據(jù)采煤機(jī)的截割狀態(tài)，對液壓支架和刮板輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)綜采面的無人化作業(yè)。本文將對煤礦井下自動(dòng)化綜采工藝的應(yīng)用對策進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：煤礦;井下綜采;自動(dòng)化;應(yīng)用

引言

隨著煤礦井下自動(dòng)化綜采工藝的快速發(fā)展，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用以各種智能化控制系統(tǒng)為核心的自動(dòng)化綜采設(shè)備，可以有效的提高井下綜采效率。但是，在煤礦開采遇到軟煤層底板、破碎頂板等復(fù)雜地形條件時(shí)，仍然需要進(jìn)行大量的人工作業(yè)，存在效率低、安全性差等方面的問題，無法滿足高效綜采的要求。因此，我們需要積極應(yīng)用煤礦井下自動(dòng)化綜采工藝，促進(jìn)綜采面的無人化作業(yè)的實(shí)現(xiàn)。

1煤礦井下自動(dòng)化綜采工藝的應(yīng)用對策

在煤礦井下自動(dòng)化綜采工藝的應(yīng)用中，需要實(shí)現(xiàn)對煤礦井下綜采工作中整個(gè)流程的自動(dòng)化控制，促進(jìn)煤礦井下綜采工作效率的提升，以便獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。為了獲得更好的應(yīng)用效果，需要采取以下應(yīng)用對策：

1.1優(yōu)化井下綜采作業(yè)流程

在進(jìn)行斜溝煤礦井下綜采時(shí)，采煤機(jī)需要將刮板輸送機(jī)作為導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)截割，在進(jìn)給一部分后，需要通過人工操作來收好采煤機(jī)在采煤方向的液壓支架護(hù)幫板，防止出現(xiàn)護(hù)幫板與截割滾筒互相干擾的問題，再對后側(cè)液壓支架進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)收放和移動(dòng)的動(dòng)作，可以進(jìn)行連續(xù)支護(hù)。與此同時(shí)，在進(jìn)行井下綜采時(shí)，還要根據(jù)采煤機(jī)截割的實(shí)際狀態(tài)以人工操作的方式對刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸速度進(jìn)行有效的控制，防止出現(xiàn)溢倉的問題。在具體的操作過程中，可能會(huì)存在人工操作不到位的問題，造成截割機(jī)構(gòu)片幫、刮板輸送機(jī)空轉(zhuǎn)或者溢料，嚴(yán)重影響井下操作的順利進(jìn)行。參考井下綜采工作中的具體流程，以及對對于自動(dòng)化運(yùn)行的要求，可以確定聯(lián)動(dòng)運(yùn)行綜采工藝流程。在這樣的綜采工藝流程中，可以實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)的自動(dòng)截割控制，在確定煤礦井下煤層的硬度后，可以實(shí)現(xiàn)對截割進(jìn)給速度和截割轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整，并且在刮板輸送機(jī)的落煤位置安裝計(jì)量磅，可以對實(shí)現(xiàn)對落煤速度的實(shí)時(shí)計(jì)量，再根據(jù)落煤速度對刮板輸送機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。此外，還要在采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)上安裝定位裝置，用于監(jiān)控采煤機(jī)中液壓支架的相對位置，實(shí)現(xiàn)對截割方向的液壓支架的自動(dòng)收護(hù)幫板操作，還可以實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)后側(cè)的液壓支架的上升與下降進(jìn)行自動(dòng)化控制。在使用采煤機(jī)進(jìn)行截割操作的過程中，可以選擇不留三角煤的端部斜切進(jìn)刀方式，而在液壓支架移動(dòng)的過程中，則可以采用單架依次順序的調(diào)整方式。

1.2實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)和液壓支架的聯(lián)動(dòng)

對液壓支架支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，需要利用采煤機(jī)的相對位置。在實(shí)際的井下綜采工作中，需要面對復(fù)雜的環(huán)境、高濃度的粉塵以及較低的能見度，如果采用紅外線定位的方式，會(huì)在一定程度上受到粉塵濃度的影響，定位的準(zhǔn)確性無法滿足要求。因此，我們需要以紅外線定位方式為基礎(chǔ)，將編碼器安裝在采煤機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，將軌道端部作為定位基點(diǎn)，機(jī)械式測量采煤機(jī)的移動(dòng)距離。采用這種定位方式，能夠避免定位過程中受到井下環(huán)境的影響，保證定位的準(zhǔn)確性，并且具有良好的穩(wěn)定性。但是，在長期的運(yùn)行中，可能會(huì)出現(xiàn)累積誤差，為了避免這種情況發(fā)生，需要定期對編碼器進(jìn)行重新定位和校準(zhǔn)，保證編碼器的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。在采煤機(jī)的運(yùn)行過程中，需要根據(jù)井下液壓支架和采煤機(jī)的相對位置確定實(shí)際操作，前端的液壓支架收護(hù)幫板操作，后端的液壓支架進(jìn)行移架以及放護(hù)幫板的操作，可以更好的滿足采煤機(jī)支護(hù)時(shí)液壓支架支護(hù)穩(wěn)定性和安全性要求。在這個(gè)過程中，不需要進(jìn)行人工干預(yù)，因此液壓支架的效率遠(yuǎn)高于以往的控制方案，同時(shí)可以有效的提高調(diào)整操作的準(zhǔn)確性，防止在人工調(diào)整方式中出現(xiàn)遺漏的現(xiàn)象，金導(dǎo)致觸頂事故的發(fā)生。

1.3制定自動(dòng)化綜采控制措施

為了實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)以及液壓支架的聯(lián)動(dòng)控制，需要使用三機(jī)聯(lián)動(dòng)控制器。在實(shí)際的運(yùn)行中，需要在液壓支架、刮板輸送機(jī)及采煤機(jī)上設(shè)置傳感器，通過傳感器將所有設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)傳輸至聯(lián)動(dòng)控制器，聯(lián)動(dòng)控制器需要對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際需求發(fā)出調(diào)整控制指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)調(diào)整控制。由于井下的環(huán)境復(fù)雜，可能會(huì)遇到嚴(yán)重的電磁干擾，因此，為了保證傳輸過程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，可以在建立傳輸系統(tǒng)時(shí)采用數(shù)據(jù)總線+工業(yè)以太網(wǎng)的形式。其中液壓支架之間需要通過數(shù)據(jù)總線連接，而在地上與地下控制中心之間，則需要通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連接，這種連接方式具有速度快、效率高一級(jí)抗干擾性好的優(yōu)勢，可以在復(fù)雜電磁環(huán)境下保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c準(zhǔn)確性。通過以上控制措施的應(yīng)用，可以在地面調(diào)度中心對井下的所有設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，隨時(shí)掌握這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常，可以采用遠(yuǎn)程控制的方式對其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與修正，有效的提高煤礦井下自動(dòng)化綜采控制的靈活性。通過綜采自動(dòng)控制措施的應(yīng)用，在實(shí)際的運(yùn)行中，由于大量應(yīng)用了自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠有效的減少工作中的人員數(shù)量，同時(shí)可以大幅度提升綜采工作效率，更好的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化綜采工作目標(biāo)，有利于提升井下綜采共走的安全性，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語

總而言之，在煤礦井下綜采工作中，為了獲得更高的工作效率，需要積極應(yīng)用井下自動(dòng)化綜采工藝，提高煤礦井下綜采工作自動(dòng)化水平。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，需要實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自動(dòng)截割控制、液壓支架支護(hù)、刮板輸送機(jī)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，通過這些工藝的應(yīng)用，能夠促進(jìn)液壓支架效率的提升，并且保證調(diào)整操作的準(zhǔn)確性，還可以減少工作人員數(shù)量，提升綜采效率，保證井下綜采工作的安全性，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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