郭海軍

（霍州煤電集團(tuán)安監(jiān)局五人小組，山西 霍州 031400）

隨著科技的進(jìn)步，煤礦井下也將逐漸實(shí)現(xiàn)智能化采煤，智能化采煤可以最大程度上減少工作面的作業(yè)人數(shù)、減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度和保證安全生產(chǎn)，本文主要對(duì)智能化采煤工藝做研究。

1 回采工藝

根據(jù)某礦采煤工作面所在采區(qū)煤層賦存情況及采區(qū)已回采工作面的成功經(jīng)驗(yàn)，該工作面采用后退式單一走向長(zhǎng)壁采煤法，綜合智能機(jī)械化開(kāi)采,一次采全高。自然垮落法處理采空區(qū)。

2 工藝流程

主要工藝流程：收液壓支架伸縮梁及護(hù)幫板（端頭架）→雙滾筒采煤機(jī)割煤、裝煤→可彎曲刮板輸送機(jī)裝煤、運(yùn)煤→液壓支架支護(hù)頂板（移架）→推移刮板輸送機(jī)（清掃浮煤）→推移轉(zhuǎn)載機(jī)→循環(huán)端頭→采空區(qū)處理→50m兩次防突驗(yàn)證。

3 工藝方式及要求

3.1 割煤方式

采用雙滾筒采煤機(jī)（MG 300/700-AWD）單向割煤方式，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，進(jìn)刀長(zhǎng)度30～35 m，往返一次為兩個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度0.8 m。

3.2 進(jìn)刀方式

割煤采用機(jī)頭、機(jī)尾雙向斜切進(jìn)刀割三角煤法，進(jìn)刀距離30～35 m。即采煤機(jī)在機(jī)頭（機(jī)尾）沿工作面輸送機(jī)彎曲段向機(jī)尾（機(jī)頭）牽引進(jìn)刀，使采煤機(jī)前、后滾筒截深均達(dá)到0.8 m后停止?fàn)恳埔乒伟遢斔蜋C(jī)，使其成為一條直線(xiàn)，然后調(diào)整前、后滾筒，牽引采煤機(jī)向機(jī)頭（機(jī)尾）割通三角煤，到機(jī)頭（機(jī)尾）后停止?fàn)恳?，調(diào)整滾筒，牽引采煤機(jī)向機(jī)尾（機(jī)頭）正常割煤（見(jiàn)圖1）。

圖1 綜采工作面（采煤機(jī)）進(jìn)刀示意圖

3.3 裝煤和運(yùn)煤方式

由采煤機(jī)雙滾筒落煤，滾筒的螺旋葉片配合刮板輸送機(jī)鏟煤板的移動(dòng)進(jìn)行裝煤。

3.4 液壓支架支護(hù)頂板（移架）

工作面頂板支護(hù)：工作面采用ZY 6000/11/24D型掩護(hù)式支架153架和ZYG 6000/15/35D型掩護(hù)式支架2架，共155架支架支護(hù)頂板。

1）液壓支架支護(hù)頂板采用崗位工就地操作電液控控制器順序移架。

2）移架方式。滯后采煤機(jī)3～5 m跟機(jī)移架，移架步距0.8 m，采用及時(shí)支護(hù)方式，先移架后推移刮板輸送機(jī)。

3）當(dāng)工作面底板不平、架腳鉆底時(shí)，合理使用支架抬腳油缸進(jìn)行移架。

4）移架順序及要求。降架→移架（收支架伸縮梁）→升架→伸出支架伸縮梁。采煤機(jī)割煤時(shí)，首先將采煤機(jī)前滾筒前方相鄰兩架支架的伸縮梁收回，并隨著采煤機(jī)的割煤逐架收回，工作面追機(jī)進(jìn)行移架作業(yè)。采煤機(jī)開(kāi)始割煤后，距后滾筒1 m左右及時(shí)伸出支架伸縮梁，距采煤機(jī)后滾筒3～5 m即可開(kāi)始將支架降架前移，移架時(shí)必須保證相鄰支架的推移千斤頂處于供液狀態(tài)，移架到位后及時(shí)伸出支架伸縮梁。移架操作時(shí)，先降架使頂梁距離頂板不超過(guò)200 mm即可移架。降架要緩慢，移架要一次到位，升架要及時(shí)，升架到頂梁接頂后保證支架初撐力達(dá)到24 MPa以上。待采煤機(jī)在兩端頭反刀后，先循環(huán)端頭支護(hù)再拉移端頭支架。

3.5 推移刮板輸送機(jī)（清掃浮煤）

1）推移刮板輸送機(jī)采用崗位工就地操作電液控控制器的方式順序推溜。

2）推移刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)應(yīng)保持8～15m距離，彎曲段不小于15m，刮板輸送機(jī)成一條直線(xiàn)。

3）推移輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)，必須清理干凈浮煤、浮矸，及時(shí)拉移支架，待推移完機(jī)頭和機(jī)尾后，然后方可進(jìn)行其他作業(yè)。

4）待工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭推移到位后，利用轉(zhuǎn)載機(jī)自移裝置將其向前推移一個(gè)循環(huán)，保證自移后轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾與刮板輸送機(jī)機(jī)頭搭接合理，流煤暢通。

5）浮煤每個(gè)循環(huán)清掃一次，推移刮板輸送機(jī)后，由清煤工逐架將浮煤清理至工作面刮板輸送機(jī)內(nèi)；清煤時(shí)，清煤工站在支架與工作面刮板輸送機(jī)擋煤板之間，與采煤機(jī)后滾筒的距離不小于30 m，且要隨時(shí)觀察煤幫和支架接頂及架間活矸情況，以防煤體片幫和架間掉渣傷人。

3.6 轉(zhuǎn)載機(jī)推移

1）轉(zhuǎn)載機(jī)推移采用崗位工就地操作電液控控制器通過(guò)5ZY自移裝置進(jìn)行推移。

2）推移轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)，由一名端頭支護(hù)工觀察機(jī)尾，另外一名端頭支護(hù)工操作電液控，轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)觀察機(jī)頭。操作過(guò)程緩慢進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即停止操作，并及時(shí)處理。

3）推移流程：抬高轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)身；推移轉(zhuǎn)載機(jī)前移一個(gè)步距；使轉(zhuǎn)載機(jī)落地，并把導(dǎo)軌抬起；拉移導(dǎo)軌向前移動(dòng)一個(gè)步距；把導(dǎo)軌落地，恢復(fù)到原位，準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

4）推移轉(zhuǎn)載機(jī)到位后，操作人員或機(jī)尾觀察人員確定轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾與刮板輸送機(jī)機(jī)頭搭接合理，出煤暢通。否則立即進(jìn)行處理。

3.7 拉移超前支架

1）超前支架拉移采用崗位工就地操作電液控方式進(jìn)行。

2）拉移支架時(shí),至少由兩人完成。一人在超前支架處操作電液控制器，一人負(fù)責(zé)在安全地點(diǎn)觀察支架動(dòng)作情況，嚴(yán)禁所移支架內(nèi)及兩側(cè)站立人員。

3）工作面（機(jī)頭、機(jī)尾）推進(jìn)兩個(gè)循環(huán)，兩巷超前支架拉移一次（兩個(gè)步距），拉移步距為800 mm。超前支架前4組可提前半個(gè)循環(huán)拉移，最后一組在煤機(jī)距兩端頭15個(gè)支架時(shí)進(jìn)行拉移。拉移時(shí)按照由外向里順序進(jìn)行，同組支架先拉移一側(cè)，再拉移另一側(cè)支架，邁步進(jìn)行。一組完成后拉移下一組。

4）支架前移時(shí),先把護(hù)壁板收回。操作支架前、后立柱同時(shí)迅速降下,當(dāng)支架脫離頂板50 mm左右時(shí),進(jìn)行移架。移架時(shí)，立柱降下高度一般最大不超過(guò)200 mm，且根據(jù)巷道內(nèi)頂板凹凸程度適當(dāng)調(diào)整。

5）伸縮梁伸出時(shí)不能當(dāng)頂梁使用。在支架前方底板有大塊冒落矸石或煤塊,或支架前方底板凹凸太深等情況時(shí)。端頭支護(hù)工應(yīng)提前移開(kāi)煤塊或矸石，墊木移架或采取其它方法處理后方可進(jìn)行移架操作。移架后保證支架與底板垂直。

6）移架時(shí)如操作人員發(fā)現(xiàn)阻力過(guò)大,應(yīng)迅速查明原因,并采取相應(yīng)措施,嚴(yán)禁強(qiáng)拉硬拽、野蠻操作。

基于PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真平臺(tái)，建立了電力系統(tǒng)模型，分別對(duì)電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路發(fā)生三相短路以及誤同期合閘進(jìn)行了仿真計(jì)算，并分析了三相短路和誤同期合閘對(duì)電力系統(tǒng)的影響．該研究為電氣設(shè)備的選型、線(xiàn)路保護(hù)配置確定提供了理論依據(jù)，對(duì)電網(wǎng)初期設(shè)計(jì)和后期啟動(dòng)調(diào)試具有重要參考價(jià)值．

7）升柱時(shí),確保動(dòng)作支架前后立柱同時(shí)進(jìn)行升柱。根據(jù)頂板是否容易破碎等情況選擇合理的初撐力，以免破壞頂板。

8）當(dāng)支架移動(dòng)不慎偏移路線(xiàn)時(shí)，在首架下次前移時(shí)使用防倒千斤頂進(jìn)行調(diào)整到合理位置。

3.8 采空區(qū)處理方法（自然垮落法）

4 地面及順槽集控中心遠(yuǎn)程控制技術(shù)

4.1 割煤方式

集控中心操作人員通過(guò)“自動(dòng)化”模式“一鍵”啟動(dòng)工作面MG 300/700-AWD型雙滾筒采煤機(jī)雙向自動(dòng)記憶割煤。

4.2 進(jìn)刀方式

割煤采用機(jī)頭、機(jī)尾雙向斜切進(jìn)刀割三角煤法。集控中心操作人員通過(guò)工作面視頻監(jiān)控及定位傳感器位置顯示，觀察采煤機(jī)進(jìn)刀情況。如發(fā)現(xiàn)采煤機(jī)未按設(shè)定截割方式作業(yè)，或其他特殊情況，集控中心操作人員立即停機(jī)閉鎖“自動(dòng)化”操作系統(tǒng)，查找原因處理問(wèn)題。

4.3 裝煤、運(yùn)煤方式

由采煤機(jī)雙滾筒落煤，滾筒的螺旋葉片配合刮板輸送機(jī)鏟煤板的移動(dòng)進(jìn)行裝煤。

4.4 液壓支架支護(hù)頂板（移架）

4.4.1 工作面頂板支護(hù)

工作面采用ZY 6000/11/24D型掩護(hù)式支架153架支護(hù)頂板，運(yùn)巷端頭使用一架ZYG 6000/15/35D掩護(hù)式支架。

1）集控中心操作人員通過(guò)“自動(dòng)化”模式“一鍵”啟動(dòng)液壓支架跟機(jī)順序移架支護(hù)頂板。

2）移架方式。通過(guò)集控中心支架操作臺(tái)設(shè)置初始跟機(jī)動(dòng)作支架滯后采煤機(jī)后滾筒3～5m跟機(jī)移架，移架步距0.8 m，采用及時(shí)支護(hù)方式，先移架后推移刮板輸送機(jī)。

3）當(dāng)工作面底板不平、架腳鉆底時(shí)，集控中心操作人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制單架抬腳進(jìn)行移架。

4）移架順序及要求（同上）。集控中心操作人員通過(guò)工作面視頻監(jiān)控及支架傳感器顯示，發(fā)現(xiàn)工作面有漏架，初撐力自動(dòng)補(bǔ)壓后仍不足等情況時(shí)，集控中心操作人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制單架進(jìn)行補(bǔ)拉或補(bǔ)壓。

4.5 推移刮板輸送機(jī)（清掃浮煤）

1）推移刮板輸送機(jī)采用“自動(dòng)化”模式“一鍵”啟動(dòng)液壓支架跟機(jī)順序推溜。

2）通過(guò)集控中心支架操作臺(tái)設(shè)置初始跟機(jī)推溜支架滯后采煤機(jī)后滾筒8～15 m距離，彎曲段不小于15 m，刮板輸送機(jī)成一條直線(xiàn)。

3）推移輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)，必須清理干凈浮煤、浮矸，及時(shí)拉移支架，待推移完機(jī)頭和機(jī)尾后，然后方可進(jìn)行其他作業(yè)。

4）待工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭推移到位后，利用轉(zhuǎn)載機(jī)自移裝置將其向前推移一個(gè)循環(huán)，保證自移后轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾與刮板輸送機(jī)機(jī)頭搭接合理，流煤暢通。

5）每班生產(chǎn)結(jié)束后，閉鎖“自動(dòng)化”操作模式，由清煤工進(jìn)入工作面進(jìn)行清掃浮煤；清煤時(shí)，清煤工站在支架與工作面刮板輸送機(jī)擋煤板之間，閉鎖作業(yè)地點(diǎn)前后3個(gè)支架，防止電液控系統(tǒng)誤動(dòng)作傷人，且要隨時(shí)觀察煤幫和支架接頂及架間活矸情況，以防煤體片幫和架間掉渣傷人。

4.6 轉(zhuǎn)載機(jī)推移、拉移超前支架

與崗位工就地操作模式相同。

4.7 采空區(qū)處理方法

自然垮落法。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)雖然煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)有了一個(gè)很好的轉(zhuǎn)變，但煤礦的安全事故還是時(shí)有發(fā)生，自動(dòng)化開(kāi)采能夠最大程度的減少井下各作業(yè)地點(diǎn)的人數(shù)，最大程度的減少因?yàn)槿说牟话踩袨樵斐傻陌踩鹿?，自?dòng)化控制系統(tǒng)能夠正真實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)。