鄭啟明

（山西煤銷集團金塬達煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041000）

引言

我國薄煤層所占的比例較高，可是開采難度比較大，在開采的過程中不能充分借助自動化設備，從而嚴重制約了煤炭行業(yè)的發(fā)展。因此對滾筒采煤機的自動化程度進行分析，已經(jīng)成為煤炭開采公司亟需解決的問題，只有不斷優(yōu)化滾筒采煤機的自動化程度，才可以提高薄煤層的開采效率[1]。

1 薄煤層工作面自動化開采系統(tǒng)原理

1.1 薄煤層自動化控制系統(tǒng)

煤礦企業(yè)為了提高薄煤層自動化控制能力，必須對巷道集中控制進行優(yōu)化，這樣技術工作人員可以借助控制集控中心，進而能夠實現(xiàn)遠程控制。與此同時在開采層時不需要依靠人工值班。通過分析結構組成圖可以發(fā)現(xiàn)，薄煤層自動化開采系統(tǒng)主要包括三部分：采煤機自控系統(tǒng)、刮板輸送機系統(tǒng)和液壓支架控制系統(tǒng)[2]，如圖1 所示。

圖1 薄煤層自動化控制系統(tǒng)組成機構

采煤機在工作的過程中，必須能夠實現(xiàn)自動截割，可以實現(xiàn)自我修正。與此同時能夠有效地消除通信系統(tǒng)與系統(tǒng)總線變頻器之間存在的干擾，以及實現(xiàn)通信單元之間的動態(tài)參數(shù)補償?shù)取．敳擅鹤鳂I(yè)處于中部階段時，煤炭開采必須依據(jù)設定的參數(shù)實現(xiàn)自動化作業(yè)，假如煤層厚度發(fā)生變化，那么設備可以借助系統(tǒng)中的聯(lián)想模式實現(xiàn)自我修復，這樣可以有效地提高自動化開采的精確度。假如在開采的過程中遇到斷煤層，那么集控中心的操作人員可以實現(xiàn)遠程控制，保證自動化開采的正常進行。與此同時，開采期間上下端頭往往出現(xiàn)自動化開采難題，這時可以把上下端頭劃分為三部分：機頭、機尾以及跟機，并且將這三部分進行標記，從而實現(xiàn)自動化控制機頭、機尾以及跟機移架，這樣可以保證滾筒采煤機在工作的過程中能夠斜切進入三角煤層[3]。

1.2 液壓支架控制系統(tǒng)

液壓支架電液控制系統(tǒng)重要的組成部分由巷道集控中心電液控制以及對應的遠程數(shù)據(jù)傳輸控制組成。其中電液控制主要包括如下兩種：一控一、一控三。當處于一控一的運行狀態(tài)下，一臺液壓支架設置1 臺支架控制器，當處于一控三的運行狀態(tài)下，臺液壓支架設置3 臺支架控制器。與此同時，在采煤機上配置了紅外發(fā)射器以及對應的檢測裝置，而對應的紅外接收傳感器設置在液壓支架，這樣可以有效地把采煤信息輸送給采煤機系統(tǒng)[4]。

1.3 刮板輸送機自控系統(tǒng)

在對薄煤層實施開采時，刮板輸送機系統(tǒng)可以將位置與阻力等數(shù)據(jù)輸送給巷道控制中心以及對應的支架控制器。當采煤過程中，采煤量超標，這時該系統(tǒng)能夠調整采煤機的割煤速度，與此同時可以給子系統(tǒng)輸送指令，以便完成自動控制。此外，為了實現(xiàn)輸送機高度調節(jié)，相關工作人員可以把中部槽自動調斜裝置設置在刮板輸送機上[5]。

2 滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術的應用

2.1 煤礦概況

某煤礦在設計時將開采量設定為30 萬t/年，在運行期間對煤礦進行改造產量可以得到42 萬t/年，可是最后產量有出現(xiàn)下降的趨勢[6]。經(jīng)過實地考察發(fā)現(xiàn)，煤層厚度不穩(wěn)定，并且煤體疏松，通常煤層厚度為0.8～2 m，煤層的傾斜角度＜180°。由于黑色泥巖以及砂質泥巖都是底板巖的主主要組成部分，巖石抗壓能力比較強。煤層直接頂巖是長石砂巖，與此同時開采煤層處于偽頂巖石多為頁巖，厚度范圍為0～1.5 m。

2.2 配套設備

在進行煤層開采時應該使得各個設備都達到理想的配置，諸如選擇液壓支架、刮板運輸機以及對應的滾筒式采煤機，這樣可以較好地提高采煤量。在選擇設備時必須注意從如下幾個方面：第一，液壓支架在對采集的信息進行分析發(fā)現(xiàn)，煤礦可以選擇兩柱掩護式液壓支架，不僅具有較好的伸縮量，而且能夠實現(xiàn)快速移動[7]。第二，滾筒式采煤機在開采薄煤層過程中，工作面底板位置往往不斷變化，依據(jù)此種情況可以借助矮機身以及長度較短的滾筒式采煤機，本工程使用集輸送機式滾筒采煤機，其可以實現(xiàn)視頻拍照，對開采煤層實現(xiàn)監(jiān)控[7]。第三，刮板運輸機主要特點為：中部槽位置較低、寬度較大等，詳細的配置如表1 所示。

2.3 應用效果

自從應用了滾筒式薄煤層自動開采技術，大大提高了工作面的生產能力，煤層工作面產煤量可以達到4.5 萬t/年，并且工作面能夠實現(xiàn)自動化控制[8]。

3 結語

對于中厚煤層的開采設備來講，薄煤層開采難度較大。由于自動化技術的不斷發(fā)展，薄煤層自動化設備借助進回液原理，有效地解決了設備空間問題，及時位于低光照環(huán)境下，能夠實現(xiàn)防塵監(jiān)控，不斷優(yōu)化開采效率，不斷提升設備的穩(wěn)定性，實現(xiàn)薄煤層開采的自動化，不僅可以實現(xiàn)無人現(xiàn)場操作，而且可以提高經(jīng)濟效益。

與此同時，采用滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術極大地提高了開采效率以及生產量，保證了煤礦開采能夠及時完成生產計劃。在引用滾筒采煤機自動化技術之后，極大地提高了裝煤效率，基于動化采煤的情況下，優(yōu)化煤礦的開采效率，從而能夠獲得更好的經(jīng)濟效益。

表1 進行煤礦開采作業(yè)主要設備配套方案