刁光華

摘要：改革開放，我國(guó)煤礦開采水平雖然有了大幅度提升，但與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在開采技術(shù)落后、自動(dòng)化力度薄弱等問題。在未來的發(fā)展過程中，煤礦行業(yè)想要提高自身開采效率與質(zhì)量，就必須響應(yīng)時(shí)代號(hào)召不斷加強(qiáng)先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)橹挥羞@樣才可以提升煤礦綜采工作面的自動(dòng)化水平，使煤礦開采朝著智能化、自動(dòng)化、一體化的方向發(fā)展。本文主要圍繞綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;綜采工作面;自動(dòng)化開采;采煤系統(tǒng)

1引言

近些年，我國(guó)城市化建設(shè)速度不斷加快的同時(shí)，也提升了各行業(yè)對(duì)煤礦的需求量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段我國(guó)很多煤礦企業(yè)為了更好地的提高煤礦開采效率，已經(jīng)在生產(chǎn)過程中大量應(yīng)用自動(dòng)化采煤技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用一方面可以提升煤礦行業(yè)的整體開采效率，另一方面也可以降低傳統(tǒng)人為開采的安全風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高煤礦開采的安全性有著非常重要的意義。

2綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)概述

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)大部分煤礦企業(yè)已經(jīng)將綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中。該技術(shù)主要是利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，來控制綜采工作面上采煤機(jī)的運(yùn)行軌跡和速度，實(shí)現(xiàn)割煤操作便捷化、智能化發(fā)展。作為煤礦開采過程中的記憶樞紐，采煤自動(dòng)化系統(tǒng)可隨時(shí)利用采煤機(jī)對(duì)煤層工作面的厚度及煤層起伏變化數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，完成采煤系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整和升降，并為煤礦開采提供有效的割煤參數(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦開采無人操作。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，綜采工作面會(huì)隨著地質(zhì)環(huán)境、煤層厚度、煤塵濃度發(fā)生改變，這時(shí)工作人員就必須根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)反饋出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行工作面調(diào)整，降低因外在因素而引起的綜采工作面下沉或降低的情況發(fā)生，減少割煤過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，從而最大限度的提高綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)的使用力度。

3綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化采煤技術(shù)與工藝已逐漸被使用到煤礦開采工作中，這在很大程度上提高了我國(guó)綜采工作面的開采效率，降低了傳統(tǒng)人為開采效率低、工作質(zhì)量差、危險(xiǎn)系數(shù)高等問題。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，綜采工作面涉及范圍較廣且使用的生產(chǎn)設(shè)備也較為復(fù)雜，大部分的采煤設(shè)備均集中在綜采工作面上，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的綜采工作面中通常會(huì)采用200臺(tái)甚至300臺(tái)煤礦機(jī)電設(shè)備，而自動(dòng)化采煤系統(tǒng)的應(yīng)用可以很好的幫助企業(yè)完成采煤機(jī)、破碎機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架等設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在未來發(fā)展中，隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的研究與突破，我國(guó)煤礦開采系統(tǒng)與設(shè)備的自動(dòng)化使用率和性能也會(huì)隨著提高，這在很大程度上提高了我國(guó)煤礦綜合工作面自動(dòng)化系統(tǒng)的建立與完善，使我國(guó)綜采工作朝著更加穩(wěn)健、安全的方向發(fā)展。

4綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)的構(gòu)建

在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，綜采工作面的自動(dòng)化系統(tǒng)是由多個(gè)系統(tǒng)組成，其應(yīng)用方式主要是利用計(jì)算機(jī)、傳感器、監(jiān)控器、故障診斷等技術(shù)，完成綜采工作面自動(dòng)化管理，下面筆者就簡(jiǎn)單進(jìn)行闡述：

4.1采煤機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)

采煤機(jī)是綜采工作開展的中使用較廣的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)主要是利用采煤機(jī)中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)收集與分析，并在此基礎(chǔ)上利自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜采工作面割煤無人操作。首先，該系統(tǒng)先組織采煤技術(shù)人員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的煤層切割示范，然后再利用采煤機(jī)中的記憶儲(chǔ)存功能完成數(shù)據(jù)軌道統(tǒng)計(jì)，使煤礦切割進(jìn)行科學(xué)合理的循環(huán)模式，從而實(shí)現(xiàn)煤礦工作面自動(dòng)割煤。如艾柯夫SL500采煤機(jī)自動(dòng)化割煤系統(tǒng)，該系統(tǒng)在前期作業(yè)時(shí)主要是將一位采煤司機(jī)的采煤數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，然后再根據(jù)滾筒之前的運(yùn)行軌跡進(jìn)行采煤機(jī)自動(dòng)遙控，這種情況下就降低了傳統(tǒng)人為開采的工作缺陷，提高采煤機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使綜采工作面達(dá)到預(yù)期工作效果。

4.2液壓支架的自動(dòng)化系統(tǒng)

液壓支架自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用在很大程度上可以保護(hù)綜采工作面的安全。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，煤礦液壓支架自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行自動(dòng)情況反饋及執(zhí)行，這樣一來就可以有效的降低生產(chǎn)過程中的安全事故。通常情況下，煤礦綜采工作面施工時(shí)一般會(huì)采用多臺(tái)液壓支架自動(dòng)設(shè)備對(duì)液壓支架的高度、角度以及設(shè)備之間的協(xié)調(diào)配合程度進(jìn)行把控。除此之外，還需要專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)采煤機(jī)的方位與液壓支架之間的方位進(jìn)行合理調(diào)整，一般是完成設(shè)備的溜動(dòng)操作，然后在再根據(jù)實(shí)際綜采工作面進(jìn)行支架移動(dòng)。在此過程中，采煤機(jī)會(huì)通過自身紅外線信號(hào)向液壓支架控制器傳送具有的實(shí)施效應(yīng)的數(shù)據(jù)，以便自動(dòng)化系統(tǒng)在收到信號(hào)后及時(shí)進(jìn)行情況處理與方案調(diào)整。但要注意的是，由于不同液壓支架之間存在較大差異，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，工作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行紅外線接設(shè)備裝配，并且在原有基礎(chǔ)上完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析，提高液壓支架之間的相互配合能力，使液壓支架的自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮到最大作用。

4.3綜采工作面自動(dòng)化控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包含三個(gè)方面：（1）工作面視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在實(shí)際采煤過程中，該系統(tǒng)主要是利用計(jì)算機(jī)視頻采集技術(shù)對(duì)礦井下的工作面施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像收集，并在原有基礎(chǔ)上完成采煤數(shù)據(jù)傳送，使管理人員及時(shí)掌握整個(gè)煤礦開采動(dòng)態(tài)。（2）三機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在采煤機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，該系統(tǒng)主要是對(duì)綜采工作面中使用較廣大刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶機(jī)等設(shè)備的運(yùn)輸情況進(jìn)行監(jiān)控，如，該系統(tǒng)會(huì)對(duì)綜采工作面中運(yùn)輸設(shè)備的開機(jī)和停機(jī)時(shí)間進(jìn)行把控，并將控制權(quán)限統(tǒng)一交由綜采工作面中的自動(dòng)控制室，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的精準(zhǔn)把控。（3）三機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)綜采工作面的施工情況、運(yùn)輸情況、故障情況、數(shù)據(jù)處理情況、應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行情況進(jìn)行全方位監(jiān)控，其目的是為了更好地提高煤礦綜采工作面的開采質(zhì)量，使采煤系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的使用更加安全、合理。

5結(jié)束語

綜上所述，煤礦開采作為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中的支柱性產(chǎn)業(yè)，且具有一定的特殊性。煤礦行業(yè)想要更好的提高自身開采質(zhì)量，就必須不斷優(yōu)化綜采工作面自動(dòng)化采煤系統(tǒng)的整體水平，因?yàn)橹挥羞@樣才可以有效提高煤礦開采的工作效率與質(zhì)量，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦綜采工作面的無人化生產(chǎn)與發(fā)展有著非常重要的推動(dòng)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]石勇，林江，崔志芳，袁小勤.綜采工作面中部跟機(jī)自動(dòng)化控制的數(shù)學(xué)模型[J].工礦自動(dòng)化，2016，42（11）：14-19.

[2]王飛.淺談煤礦綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（21）：58.

[3]徐楠.大采高綜采成套設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2017.