田傳防

摘 要：近些年，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)家相關(guān)部門(mén)已將一批綜合技術(shù)水平高、機(jī)械化程度高、自動(dòng)化裝備高的技術(shù)應(yīng)用到了實(shí)際的煤礦開(kāi)采過(guò)程中。這些技術(shù)的應(yīng)用主要是為了提升煤炭回采率和開(kāi)采質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤炭資源可持續(xù)發(fā)展。本文筆者主要分析了煤礦綜采工作面中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，之后又對(duì)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行的探討，希望這些建議可以為后續(xù)煤礦開(kāi)采提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采；綜采工作面；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

1 引言

改革開(kāi)放之后，我國(guó)的煤炭開(kāi)采在經(jīng)歷多年的發(fā)展后也取得了較為顯著的成績(jī)。綜采工作面作為煤礦開(kāi)采工作中的重要組成部分，其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅決定著煤礦開(kāi)采的整體效率，同時(shí)也影響著煤礦開(kāi)采的質(zhì)量與企業(yè)生產(chǎn)安全，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展有著非常重要的意義，因此，一定要重視起來(lái)。

2 綜采工作面中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

綜采工作面是整個(gè)煤礦生產(chǎn)的重要場(chǎng)所，也是煤礦開(kāi)采系統(tǒng)中較為復(fù)雜的一部分。其原因在于：很多煤礦開(kāi)采設(shè)備都集中在此處，綜采工作面上的設(shè)備之間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，且任何一件設(shè)備不能脫離其他設(shè)備而獨(dú)立運(yùn)行。同時(shí)，還因?yàn)榫C采工作面上的設(shè)備運(yùn)行，容易受地質(zhì)環(huán)境和工作面完整性等多方面因素影響而發(fā)生變化。一個(gè)完整、標(biāo)準(zhǔn)的綜采工作面一般情況下設(shè)備機(jī)械多達(dá)200臺(tái)至300臺(tái)同時(shí)作業(yè)，最為常見(jiàn)的設(shè)備有：采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架、破碎機(jī)等，其中為了保證礦井深處的安全與穩(wěn)定，一般支架數(shù)量會(huì)用到100根到200根左右不等，因?yàn)橹Ъ芘c設(shè)備的完美配合才可以使得自動(dòng)化水平效果最大化。但在實(shí)際施工過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多設(shè)備共同作業(yè)的難度還是比較大的，雖然我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)不斷成熟，但由于受地理位置和地址結(jié)構(gòu)等條件影響，導(dǎo)致很多深層煤層根本不能有效利用自動(dòng)化技術(shù)，其原因在于我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)水平不夠，深層煤層地理?xiàng)l件不能滿(mǎn)足自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。其次，很多設(shè)備體積較大，而礦井下的空間卻很小，這就導(dǎo)致部分設(shè)備滿(mǎn)足不了空間要求，降低了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3 綜采工作面自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1 設(shè)備的構(gòu)成

3.1.1主采機(jī)組

該機(jī)組主要是由液壓支架設(shè)備、采煤機(jī)組設(shè)備、乳化液壓泵設(shè)備及刮板設(shè)備等組合而成，是綜采工作面中較為重要的生產(chǎn)部分。其中液壓支架設(shè)備屬于支護(hù)設(shè)備，種類(lèi)和作用各不相同。舉例說(shuō)明：端頭支架主要是保護(hù)煤礦端頭空間巷道圍巖，而超前支架主要是根據(jù)開(kāi)采進(jìn)度對(duì)兩側(cè)巷道圍巖進(jìn)行提前支護(hù)，其目的是為了降低開(kāi)采過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。乳化液壓泵設(shè)備則更多的是液壓支架的原動(dòng)力，主要是給采煤機(jī)等設(shè)備提供冷卻水與噴霧壓力水，目的在于幫助機(jī)械降溫。

3.1.2轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備

主要由破碎設(shè)備、轉(zhuǎn)載設(shè)備、皮帶運(yùn)輸設(shè)備組合而成。其作用主要是將綜采工作面上的各項(xiàng)設(shè)備有效的連接起來(lái)。例如：破碎設(shè)備將煤炭打碎，輸送設(shè)備再利用轉(zhuǎn)載設(shè)備將煤炭移動(dòng)到皮帶運(yùn)輸設(shè)備上，最后再根據(jù)運(yùn)輸線路將煤炭運(yùn)輸?shù)街贫ㄎ恢茫瑥亩鴮?shí)現(xiàn)了綜采工作面煤炭的生產(chǎn)與運(yùn)輸工作。

3.2 系統(tǒng)的構(gòu)成

綜采工作面屬于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)其中包含了多種技術(shù)和設(shè)備，尤其是在自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用之后，其系統(tǒng)構(gòu)成主要有：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)輸檢測(cè)系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)等。在綜采工作面上，各個(gè)設(shè)備與計(jì)算機(jī)等技術(shù)有機(jī)結(jié)合才是實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采自動(dòng)化效果的核心力量，也是構(gòu)成煤礦開(kāi)采系統(tǒng)完成的有利依據(jù)。

4 煤礦綜采工作面中自動(dòng)化技術(shù)

4.1 采煤機(jī)技術(shù)

在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，采煤機(jī)主要是利用數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定，并且對(duì)牽引設(shè)備、滾筒進(jìn)行自動(dòng)系統(tǒng)控制。在綜采工作面中，施工人員可以根據(jù)地質(zhì)條件和采煤機(jī)所處位置來(lái)確定采煤機(jī)的控制方式。但要注意的是：在切第一刀時(shí)，技術(shù)人員一定要及時(shí)收集割煤技術(shù)參數(shù)，目的是為了和后續(xù)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)對(duì)比，杜絕切割儲(chǔ)存尺寸過(guò)大。

4.2 輸送機(jī)負(fù)載技術(shù)

在實(shí)際操作過(guò)程中，我們可以根據(jù)輸送機(jī)電組的電流變化來(lái)觀察輸送機(jī)的負(fù)載情況，同時(shí)，也可以對(duì)刮板鏈條的受力大小以及變化情況進(jìn)行監(jiān)控，其目的是為了有效控制采煤機(jī)和輸送機(jī)的負(fù)載壓力和運(yùn)輸速度。因?yàn)?，電流過(guò)大刮板鏈條的受力就越大，輸送機(jī)由于受負(fù)載壓力過(guò)大會(huì)向采煤機(jī)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，從而迫使采煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度降低或停止。

4.3 液壓支架技術(shù)

該技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的原理主要是依靠支架來(lái)接收采煤機(jī)的安全信號(hào)，并及時(shí)確定采煤機(jī)在作業(yè)面中的位置，以便保證支架的正常推溜或移動(dòng)。在綜采工作面中，液壓支架技術(shù)是在采煤機(jī)的技術(shù)上運(yùn)用的，采煤機(jī)利用自身帶有的紅外線發(fā)射信號(hào)，而液壓支架技術(shù)是在信號(hào)發(fā)出之后利用接受裝置進(jìn)行信號(hào)接受，從而及時(shí)確認(rèn)采煤機(jī)機(jī)組的具體位置，之后再由液壓支架技術(shù)中的電液控制技術(shù)完成后續(xù)工作面上的自動(dòng)化生產(chǎn)。

5 煤礦綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）會(huì)朝著全自動(dòng)的管理方向發(fā)展。其原因在于：綜采工作面上的所有設(shè)備和工作一定是在相互協(xié)調(diào)下展開(kāi)的，而當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)與管理手段已經(jīng)非常的發(fā)達(dá)，未來(lái)煤礦開(kāi)采行業(yè)在選擇開(kāi)采設(shè)備的時(shí)候，首要選擇一定是智能化、便捷化的操作系統(tǒng)，這樣就可以保證采煤機(jī)和輸送機(jī)等一些列生產(chǎn)設(shè)備保持在同一個(gè)測(cè)控系統(tǒng)中便于后續(xù)煤礦開(kāi)采。（二）朝著設(shè)備研發(fā)與信息收集方向發(fā)展。作為不可再生資源，煤礦開(kāi)采設(shè)備的研發(fā)與信息收集是對(duì)煤礦資源的一種保護(hù)，其展示方式主要表現(xiàn)在：很多企業(yè)已經(jīng)將開(kāi)采重心逐漸移至設(shè)備的執(zhí)行和保護(hù)功能研發(fā)上，部分設(shè)備收集的開(kāi)采數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、地質(zhì)條件數(shù)據(jù)等，都會(huì)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行匯總，之后再回傳給各個(gè)控制機(jī)組，這樣做的目的是為了更好地提升綜采工作面的自動(dòng)化水平，保證各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行效率。（三）朝著全面自動(dòng)化生產(chǎn)方向發(fā)展。與人工生產(chǎn)不同，自動(dòng)化技術(shù)在開(kāi)發(fā)之初就已經(jīng)對(duì)相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)流程進(jìn)行了優(yōu)化，而真正的自動(dòng)并不以設(shè)備為主，而是以自動(dòng)控制系統(tǒng)為核心，從而實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)與機(jī)制之間的完美配合，降低原有人工生產(chǎn)速度慢、效率低的現(xiàn)狀。綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)好比一個(gè)具備全系統(tǒng)管理功能的大型機(jī)器，操作人員只需要管理好一套機(jī)器就可實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)控制。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中，煤礦綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)的使用會(huì)越來(lái)越廣泛，并且對(duì)煤礦開(kāi)采的作用也越來(lái)越大，因此相關(guān)企業(yè)一定要重視其應(yīng)用。

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