孟祥軍 李毅 李旭 查勇

鐵法能源公司曉明礦 遼寧調(diào)兵山 112700

1 綜采智能化工作面開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)特征

首先，液壓支架智能化控制，形成移架狀態(tài)自動(dòng)決策控制、超前壓力預(yù)報(bào)、耦合系統(tǒng)監(jiān)控、記憶時(shí)序控制、噴霧降塵自動(dòng)化等。其次，是智能化控制采煤機(jī)，主要表現(xiàn)為采煤機(jī)位置精準(zhǔn)定位、自動(dòng)規(guī)劃運(yùn)行軌跡、滾筒高度自動(dòng)化調(diào)節(jié)、自動(dòng)化防碰撞、故障事故自動(dòng)化診斷等，同時(shí)根據(jù)工作面的具體產(chǎn)量，運(yùn)輸機(jī)的工作負(fù)載、工作面地質(zhì)環(huán)境等方面的因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜采智能化工作面的全面智能化控制。第三，工作運(yùn)輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)負(fù)載、啟動(dòng)及運(yùn)行狀態(tài)的智能化監(jiān)控，機(jī)尾可達(dá)到自動(dòng)張緊的效果，各種類型的運(yùn)行參數(shù)均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制[1]。

2 機(jī)械智能化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

研發(fā)起步較晚，技術(shù)發(fā)展相對(duì)落后。我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)起步相對(duì)較晚，技術(shù)的發(fā)展也比較落后，對(duì)于那些技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)還處于初級(jí)摸索的階段。在中華人民共和國(guó)成立之前，由于受到多年戰(zhàn)亂和資本主義壓迫的影響，我國(guó)的科技發(fā)展和工業(yè)發(fā)展的道路都極其的坎坷，雖說(shuō)在建國(guó)后科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的都得到了國(guó)家的鼎力支持，已經(jīng)是日新月異，隱隱的走在了大部分國(guó)家的前面，但相比于那些發(fā)達(dá)國(guó)家，只能說(shuō)是從遙不可及變成了緊跟腳步，仍舊有較大的差距。

3 煤礦機(jī)械智能化應(yīng)用

3.1 煤礦機(jī)械智能運(yùn)輸設(shè)計(jì)

針對(duì)煤礦機(jī)械的運(yùn)輸智能化，首先通過(guò)集控平臺(tái)將煤礦機(jī)械不同負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算并將計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行匯總，根據(jù)煤礦開(kāi)采區(qū)域運(yùn)輸設(shè)備的不同組成，設(shè)置對(duì)應(yīng)的最優(yōu)啟動(dòng)方式以及啟動(dòng)順序，啟動(dòng)方式主要包括順槽皮帶運(yùn)輸啟動(dòng)方式、主井皮帶運(yùn)輸啟動(dòng)方式等。通過(guò)運(yùn)輸控制裝置的各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，接收由集中控制平臺(tái)發(fā)出的相應(yīng)設(shè)備運(yùn)行指令，控制變頻調(diào)速裝置，并實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備不同皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行方式。其次，由集中控制平臺(tái)根據(jù)不同的生產(chǎn)情況，結(jié)合當(dāng)?shù)孛禾慨a(chǎn)運(yùn)銷計(jì)劃方案，優(yōu)化整個(gè)煤礦開(kāi)采區(qū)的礦井產(chǎn)量，以此實(shí)現(xiàn)以銷定產(chǎn)。最后再根據(jù)各個(gè)煤礦礦井質(zhì)量指標(biāo)的對(duì)比結(jié)構(gòu)，自動(dòng)提醒礦區(qū)內(nèi)部各個(gè)礦井的開(kāi)采人員該礦井最佳煤倉(cāng)儲(chǔ)裝比例，并調(diào)節(jié)整個(gè)連采生產(chǎn)任務(wù)，并根據(jù)不同運(yùn)輸模式在原煤倉(cāng)中的對(duì)應(yīng)位置入料。同時(shí)結(jié)合電網(wǎng)峰谷用電情況，給出煤礦機(jī)械運(yùn)輸?shù)淖罴焉a(chǎn)時(shí)間，并利用階梯電壓實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰用電，以此降低運(yùn)輸成本[2]。

3.2 圍巖和液壓支架耦合控制

在深部支護(hù)的過(guò)程中，大量實(shí)踐表明，傳統(tǒng)的支護(hù)方式在很多方面已經(jīng)表現(xiàn)出較強(qiáng)的不適應(yīng)性，全面注重支護(hù)方式的耦合程度是必然，特別是在大采高開(kāi)采過(guò)程中，智能化開(kāi)采技術(shù)在進(jìn)行支護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮開(kāi)采技術(shù)的耦合程度。以深部巷道耦合支護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)定出超高煤壁穩(wěn)定性控制方法與參數(shù)設(shè)定方法，形成大采高液壓支架結(jié)構(gòu)，將感知系統(tǒng)反饋得到的信息作為基礎(chǔ)，形成三級(jí)聯(lián)動(dòng)護(hù)幫智能化控制、防傾斜控制、初撐力自動(dòng)補(bǔ)償、千斤頂自動(dòng)化調(diào)節(jié)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)序列化操作、圍巖耦合控制等，較好提升大采高綜采開(kāi)采過(guò)程中各個(gè)系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性，全面增強(qiáng)系統(tǒng)整體穩(wěn)定性，推動(dòng)圍巖穩(wěn)定性與液壓支架穩(wěn)定性的相互耦合。

3.3 液壓支架電液控制技術(shù)

在聯(lián)合控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)將監(jiān)控到的采煤機(jī)工作時(shí)的位置和位移信息傳遞給邏輯控制系統(tǒng)，邏輯控制系統(tǒng)根據(jù)采煤機(jī)的工作狀態(tài)及下一步的位移情況，控制相應(yīng)位置的液壓支架進(jìn)行支護(hù)、收撤、移位作業(yè)，液壓支架的各種動(dòng)作的執(zhí)行主要是通過(guò)電液控制系統(tǒng)完成的。液壓支架各種動(dòng)作的執(zhí)行主要是由支架控制器進(jìn)行控制的，支架控制器之間利用CAN 數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)連接，在工作時(shí)通過(guò)紅外傳感器進(jìn)一步確認(rèn)采煤機(jī)的相對(duì)站位，通過(guò)各種壓力和位移傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架動(dòng)作執(zhí)行情況的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架工作狀態(tài)的聯(lián)合控制，隔離耦合器主要是將不同控制器的電源相互隔離，降低工作過(guò)程中對(duì)相鄰控制系統(tǒng)的電磁干擾，確保控制系統(tǒng)動(dòng)作執(zhí)行的可靠性和靈敏性[3]。

3.4 煤礦安全監(jiān)管系統(tǒng)的自動(dòng)化

保障安全是能夠進(jìn)洞開(kāi)采運(yùn)輸?shù)氖滓疤?，過(guò)去人們經(jīng)常能夠在報(bào)紙上看見(jiàn)關(guān)于煤礦安全事故的報(bào)道，但近些年這些報(bào)道卻相對(duì)較少，主要是因?yàn)槿藗冊(cè)谥饾u加強(qiáng)煤礦安全監(jiān)管系統(tǒng)的自動(dòng)化，不僅能夠加強(qiáng)對(duì)礦洞內(nèi)的工作管理，還能夠進(jìn)行全方位的監(jiān)控，尤其是對(duì)人視野盲區(qū)的監(jiān)管，能夠有效的防止安全事故的發(fā)生，讓礦洞內(nèi)的工作人員能夠安心工作，免受生命安全的威脅。安全監(jiān)管系統(tǒng)之所以能夠防止安全事故的發(fā)生，在很大程度上是依賴于對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)安全隱患的提前預(yù)報(bào)。自動(dòng)化的安全監(jiān)管系統(tǒng)能夠隨時(shí)隨地的對(duì)整個(gè)地域進(jìn)行掃描監(jiān)測(cè)，包括礦洞附近地層的變化、礦洞內(nèi)部通道里的空氣成分的變化以及整個(gè)開(kāi)采、運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等，然后將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再依據(jù)預(yù)先設(shè)置好的程序給出相應(yīng)的反饋，讓監(jiān)管人員能夠提前洞察預(yù)警，做出應(yīng)對(duì)，將安全隱患扼殺在搖籃之中或提前轉(zhuǎn)移，避免造成過(guò)多的生命財(cái)產(chǎn)損失。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上分析，在綜采機(jī)械化開(kāi)采過(guò)程中，全面推動(dòng)綜采智能化開(kāi)采水平已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)，但是從智能化技術(shù)在綜采工作面使用情況來(lái)看，在很多方面還有著較大的提升空間，需要煤礦企業(yè)充分結(jié)合綜采工作面開(kāi)采實(shí)際，采取針對(duì)性的措施，推動(dòng)綜合機(jī)械化開(kāi)采與智能化開(kāi)采技術(shù)相融合，更好推動(dòng)綜采水平的提升。