姜輝+姚永+劉道龍

摘 要：棗礦集團(tuán)濱湖煤礦主采煤層為16煤，16煤地質(zhì)條件差、煤層薄、煤層分布不均勻、局部含黃鐵礦結(jié)核的特點(diǎn)制約了濱湖煤礦的發(fā)展。濱湖煤礦在16煤主采工作面16108智能化工作面引進(jìn)薄煤層可視智能化三機(jī)配套設(shè)備，采用SAM型綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，達(dá)到了降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度、減少工作面用人、提高生產(chǎn)效率的目的，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。綜采遠(yuǎn)程可視智能化設(shè)備是薄煤層開(kāi)采發(fā)展的必然趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)薄煤層礦井安全高效的有效途徑。

關(guān)鍵詞：薄煤層；智能化采煤；減人提效

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.070

1 16108智能化工作面地質(zhì)條件

16108智能化工作面為濱湖煤礦的16煤層工作面，位于-465水平，地面標(biāo)高+32～+36m，工作面標(biāo)高-478.9～-593.7m，走向長(zhǎng)度953m，傾斜長(zhǎng)度139m，煤厚1.25～1.50/1.35m，煤層厚度變化較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含一層夾矸，厚度0.03～0.23m，夾矸為泥巖、粘土巖、砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)砂巖，局部含黃鐵礦結(jié)核。

2 16108智能化工作面三機(jī)配套設(shè)備概況

16108智能化工作面遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備的工作模式就是通過(guò)將液壓支架電液控制系統(tǒng)、采煤機(jī)智能化記憶截割系統(tǒng)、工作面視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)和影像上傳到位于順槽的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、處理后生成直觀形象的圖表或模擬動(dòng)畫(huà)，操作人員據(jù)此通過(guò)監(jiān)控中心的支架遠(yuǎn)程控制操作臺(tái)和煤機(jī)遠(yuǎn)程控制操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面支架自動(dòng)跟機(jī)運(yùn)行、煤機(jī)智能化記憶截割的“一鍵啟、?！?，對(duì)支架、煤機(jī)所有動(dòng)作的遠(yuǎn)程控制。

2.1 液壓支架電液控制系統(tǒng)

16108智能化工作面支架控制系統(tǒng)采用的是SAC型支架電液控制系統(tǒng)。本套系統(tǒng)包括液壓和電控兩個(gè)部分，在整個(gè)系統(tǒng)的最低層是每一個(gè)支架上的控制單元，他以一臺(tái)支架控制器為核心，配以人機(jī)交互界面，還包含了作為自動(dòng)控制裝置必備的另外兩個(gè)環(huán)節(jié)：檢測(cè)環(huán)節(jié)和執(zhí)行環(huán)節(jié)。每個(gè)支架的控制單元并不是孤立的，通過(guò)在整個(gè)工作面建立工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了工作面所有控制器的數(shù)據(jù)互聯(lián)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)，使電控系統(tǒng)具備了諸如隔架操作、成組操作、支架跟機(jī)的自動(dòng)化、安全保障等等先進(jìn)的功能。

2.2 采煤機(jī)智能化記憶截割系統(tǒng)

16108智能化工作面采煤機(jī)智能化記憶截割系統(tǒng)選用的是TDECS采煤機(jī)記憶截割系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)在工作面的無(wú)人自動(dòng)記憶截割運(yùn)行，很好的提升了采煤機(jī)的自動(dòng)化水平。在正常生產(chǎn)之初，采煤機(jī)首先進(jìn)入學(xué)習(xí)模式，手動(dòng)操作割煤一刀作為示范刀，控制系統(tǒng)采集、存儲(chǔ)采煤機(jī)各位置下行進(jìn)方向、速度、左右搖臂高度等姿態(tài)信息。在接下來(lái)的生產(chǎn)中，采煤機(jī)在自動(dòng)運(yùn)行模式下，根據(jù)記憶的截割軌跡進(jìn)行自動(dòng)割煤。當(dāng)煤層條件發(fā)生較大變化時(shí)，可以通過(guò)人為就地干預(yù)或遠(yuǎn)程干預(yù)對(duì)記憶數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而保證智能化記憶截割系統(tǒng)的可循環(huán)使用。

2.3 工作面視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

16108智能化工作面視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由支架視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和采煤機(jī)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩部分組成。支架視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是每6個(gè)支架安裝1臺(tái)攝像儀，安裝在支架的頂梁上，照射方向與風(fēng)流方向一致；采煤機(jī)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是每3個(gè)支架安裝1臺(tái)攝像儀，安裝在支架頂梁上，照射方向與煤壁方向垂直。攝像儀的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街骺赜?jì)算機(jī)的顯示器顯示，并可以隨采煤機(jī)位置變化顯示采煤機(jī)附近4臺(tái)的視頻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)支架自動(dòng)跟機(jī)、采煤機(jī)智能化記憶截割的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

3 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）減少人員方面。薄煤層綜采遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備的成功應(yīng)用節(jié)省了人力，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。工作面生產(chǎn)人員由人工操作時(shí)的8人減至2人。每年節(jié)省職工工資：2班×8000元/月×6人×12月=115.2萬(wàn)元。（2）安全保障方面。本套設(shè)備通過(guò)創(chuàng)新設(shè)備操作方式，像隔架操作、支架和煤機(jī)遠(yuǎn)程控制等操作方式的成功應(yīng)用，當(dāng)工作面出現(xiàn)惡劣地質(zhì)條件時(shí)，保證了職工可以在遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域的支架下方甚至材料巷的監(jiān)控中心中完成設(shè)備操作，徹底將職工從最危險(xiǎn)的地方解放出來(lái)，保障了職工的生命安全。（3）提高產(chǎn)能方面。薄煤層綜采遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備的成功應(yīng)用使得生產(chǎn)過(guò)程中所有動(dòng)作系統(tǒng)自動(dòng)完成，無(wú)需人員干涉，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序；另外智能化采煤過(guò)程減少了人員主觀因數(shù)導(dǎo)致的反復(fù)開(kāi)停機(jī)耽誤的時(shí)間，使整個(gè)采煤過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效。本套設(shè)備正式投產(chǎn)后，月平均生產(chǎn)原煤10.5萬(wàn)噸，相較于非智能化工作面多出產(chǎn)4.5萬(wàn)噸，成效非常顯著。在提升產(chǎn)量的同時(shí)，通過(guò)更合理的三機(jī)配套，成功將工作面割矸量降低了100mm，噸煤煤質(zhì)提高了400大卡。

3.2 社會(huì)效益

隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全要求的不斷提高，薄煤層綜采遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備在降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度、減少工作面用人、提高生產(chǎn)效率、保障職工生命安全等方面取得了很好的成績(jī)，對(duì)濱湖煤礦安全高效生產(chǎn)的持續(xù)性具有十分重要的作用。薄煤層綜采遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備的成功應(yīng)用代表山東省內(nèi)薄煤層智能化采煤的最高水平，具有很好的示范效應(yīng)，大大提高了濱湖煤礦、棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司及山東能源集團(tuán)公司的知名度。

4 結(jié)語(yǔ)

薄煤層綜采遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備是將多種跨學(xué)科技術(shù)應(yīng)用于綜采工作面，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)新設(shè)備、研發(fā)新技術(shù)，將科學(xué)技術(shù)特別是高新技術(shù)運(yùn)用到采煤工作面轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)綜采工作面降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少用工成本、提高生產(chǎn)效率，最終達(dá)到高產(chǎn)高效、安全長(zhǎng)治久安的目的?？梢曋悄芑擅菏潜∶簩泳C合機(jī)械化開(kāi)采發(fā)展的必然趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)薄煤層礦井安全高效的有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃曾華.綜采工作面自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].工礦自動(dòng)化，2013，39（10）：17-21.

[2]胡美紅.薄煤層綜采"三機(jī)"設(shè)備配套技術(shù)研究[J].煤礦機(jī)械， 2009，30（10）：172-173.

作者簡(jiǎn)介：姜輝（1989-），男，山東滕州人，學(xué)士，助理工程師，主要從事薄煤層開(kāi)采與煤礦安全管理工作。