綜采自動化采煤技術研究

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摘要：近幾年來我國煤礦開采技術在不斷地發展和進步，除了中厚煤層煤礦的開采中應用的技術越來越成熟，在薄煤層應用的采煤技術也有了很大程度的提升。近幾年來在薄煤層中綜采自動化采煤技術的應用得到了很大程度的提升，在保證了采礦安全的同時，也提升了效率，創造了更多的經濟效益。在此，本文主要介紹自動化采煤技術的現狀及面臨的問題，并闡述了薄煤層綜采自動化關鍵技術的應用。

關鍵詞：薄煤層；自動化；采煤技術；應用研究

在國內外的煤礦采礦行業，薄煤層綜采自動化都是一個重要的研究和發展趨勢。在進行薄煤層綜采時，由于難度大，安全控制較難，必須要采用必要的設備和手段加強支護保護，并有效改善工作環境，提升能見度，降低工作人員的安全風險。將自動化技術深入融合到薄煤層綜采中，可以有效降低生命安全風險，并更加準確地進行采煤機的控制以及周圍環境各項參數的確定，所以不斷加強自動化技術的應用至關重要。

1自動化開采技術現狀及存在的問題

就我國的當前狀況而言，很多中厚煤層以的煤層開采時，機械化和自動化的程度較高，但是薄煤層的采礦自動化和機械化程度相對較低。我國市場上大部分的煤都來自于成熟的中厚層采煤技術，而只有一小部分來源于薄煤層。隨著開采力度的不斷加大，中厚煤層的儲量越來越低，如何更加有效地進行薄煤層的開采成為今后發展的重要方向之一。與國際先進水平相比，我國的薄煤層開采技術相對落后，而且受到礦井各種條件的限制，由于薄煤層煤層很薄，無法保持巷道的穩定性。與此同時，攝像系統的清晰度有待提升，還無法滿足更好地成像需求；而且在進行煤炭切割時，會引起較大的振動，導致采煤機和其他相關設備出現摩擦碰撞損傷。另外各種傳感器和通信設備的靈敏度和可靠性都應該得到進一步提升，以便提升自動化采煤系統工作的穩定性。

2薄煤層開采自動化關鍵技術應用

2.1支架的自動控制技術應用。就傳統的采煤支撐而言，主要是利用四連桿的液壓支架，這種支撐結構雖然可以保證支撐的穩定性，但是整體較為笨重，不適用于薄層煤礦的開采環境。為了更好地適應薄煤層較薄的操作環境，可以把四連桿結構進行優化，把傳統支架系統改造成具有支撐油缸以及油缸兩端可以與頂梁和底座相鉸接的結構。這樣一來，可以通過控制油缸的位置來調控頂梁的狀態。與此同時，合理地增加有效支撐的載荷也可以提升支撐機構的穩定性。另外，為了提升支架的自動控制程度，可以應用紅外發射與接收裝置來控制采煤機的位置，更好地滿足支架自動化要求。面對惡劣危險的工作環境和信息傳輸環境，可以增設更高清晰度的采煤機輔助攝像頭，提升可見度，提高自動化控制的準確性。2.2電控自動化技術應用。在進行薄煤層的開采時，會收到空間條件的限制，開采空間狹窄、煤層太薄會給設備的安裝和運行帶來不便。很多情況下需要把電源箱耦合器和其他的設備進行智能化重疊安裝。在保證了煤礦開采設備的穩定和安全后，還需要應用分散式的監控系統，進一步保證操作安全，使設備操作更加人性化，為工作面的綜采自動化提供支持。2.3綜采技術應用。在進行薄煤層的開采時，采煤機滾筒的橫截面積大、縱深長，當在固定的采高下進行工作時，需要搭建堅固的防護支架。在開采時，可以跟隨采煤機的移動進行合理地移架。對于薄煤層而言，其開采條件特殊，采礦活動空間不足，如果采煤機處于待機維修狀態，必須要通過電液進行集中控制，對輸送機進行成組外推。在維修工作完成后，需要把刮板輸送機轉移出去，放置在空采空區內，以便給后續的采礦工作提供便利。另外，還要在采礦期間利用千斤頂來保護工作人員的安全。2.4實現對采煤機的自動控制。在進行薄煤層綜采工作時，其無線傳輸面需要包括調控中心、智能分站、工業以太網、現場檢測系統以及各種數據傳輸設備。整體工作面依靠以太來維持數據傳輸的穩定性和效率。液壓支架控制平臺和采煤機遠程控制系統是整個監控中心的主要組成，相關工作人員可以通過收集和分析現場的可視化信息了解工作情況，然后對工作面的液壓支架以及采煤機等設備進行遠程的控制，有效實現采煤、支護控制的一體化控制。這樣一來促進提升了工作人員的安全系數，還減少了操作失誤，保證了開采精準度，減少了浪費。采煤機自動控制與遠程終端通知相結合，為薄煤層開采工作的順利進行提供了方便。如今，提升煤礦開采的智能化已經成為采礦業發展的主流方向，提升采煤機的自動控制程度可以減少人力投入，甚至真正地實現無人操作，提升采煤機械的自動化和智能化，充分降低安全事故發生率，減少人員傷亡。可以利用計算機對采煤機進行控制，通過數字傳感器、數據庫以及操作模擬系統等相互融合，提升采煤機的智能化和自動化水平。其中，實現滾筒記憶切割是一個重要任務，對這一過程進行自動化控制，可以通過地址編碼和傾角傳感器等設備提升定位精度，并通過監控機身傾角和高度的調整來控制工作姿態。2.5實現對采煤機的遠程控制。提升采煤機的遠程控制效果需要更加完善精確的視頻系統進行輔助。采煤機視頻系統主要包括多種攝像頭、無線網絡、視頻監控網以及操作臺等組成。在每一個液壓支架上都要配備合適的視頻監控系統，提升可視化范圍，重點照向煤壁。然后在采煤機滾筒前面安裝攝像頭來辨別煤巖。然后把各種攝像頭采集到的信息通過以太網傳輸到控制終端，在相應的設備上顯示出來。另外，通過組態軟件的輔助來實現采煤機遠程控制的功能，通過動態顯示采煤機的工作狀況，及時記錄各種正常工作與故障工作時的信息，實現對采煤機的有效控制。該控制系統一共包括手動控制、定高控制和記憶截割這三種模式，要根據具體的工作環境和要求選取合適的模式。遠程控制可以通過人機交互界面進行眾多的調控和操作，方便工作人員了解和調控采煤機和相應設備的工作狀態。

3結語

總而言之，隨著社會經濟和科技的不斷發展，煤礦開采企業必須要緊跟時代步伐，加強技術創新和應用，特別是對于發展水平較低的薄煤層綜自動化技術要重點發展，促進我國的煤炭企業更加全面、快速、高效地發展。加強薄煤層開采的自動化技術應用，既是對工作人員的生命安全負責，也是為企業的長遠發展服務。

參考文獻：

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[2]于月森,左騰,周娟等.薄煤層綜采工作面自動化技術綜述[J].工礦自動化,2013,39(05):27-30.

作者:汪超 單位:開灤（集團）有限公司錢家營礦業分公司