試論薄煤層綜采自動化采煤技術(shù)的應(yīng)用

汪超

摘 要：近幾年來我國煤礦開采技術(shù)在不斷地發(fā)展和進步，除了中厚煤層煤礦的開采中應(yīng)用的技術(shù)越來越成熟，在薄煤層應(yīng)用的采煤技術(shù)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(shù)的應(yīng)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(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。在此，本文主要介紹自動化采煤技術(shù)的現(xiàn)狀及面臨的問題，并闡述了薄煤層綜采自動化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：薄煤層;自動化;采煤技術(shù);應(yīng)用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.091

0 引言

在國內(nèi)外的煤礦采礦行業(yè)，薄煤層綜采自動化都是一個重要的研究和發(fā)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(shè)備和手段加強支護保護，并有效改善工作環(huán)境，提升能見度，降低工作人員的安全風險。將自動化技術(shù)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(huán)境各項參數(shù)的確定，所以不斷加強自動化技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。

1 自動化開采技術(shù)現(xiàn)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(shù)，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(fā)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(shù)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(wěn)定性。與此同時，攝像系統(tǒng)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(guān)設(shè)備出現(xiàn)摩擦碰撞損傷。另外各種傳感器和通信設(shè)備的靈敏度和可靠性都應(yīng)該得到進一步提升，以便提升自動化采煤系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

2 薄煤層開采自動化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1 支架的自動控制技術(shù)應(yīng)用

就傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)雖然可以保證支撐的穩(wěn)定性，但是整體較為笨重，不適用于薄層煤礦的開采環(huán)境。為了更好地適應(yīng)薄煤層較薄的操作環(huán)境，可以把四連桿結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，把傳統(tǒng)支架系統(tǒng)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(jié)構(gòu)。這樣一來，可以通過控制油缸的位置來調(diào)控頂梁的狀態(tài)。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(gòu)的穩(wěn)定性。另外，為了提升支架的自動控制程度，可以應(yīng)用紅外發(fā)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(huán)境和信息傳輸環(huán)境，可以增設(shè)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(shù)應(yīng)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(shè)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(shè)備進行智能化重疊安裝。在保證了煤礦開采設(shè)備的穩(wěn)定和安全后，還需要應(yīng)用分散式的監(jiān)控系統(tǒng)，進一步保證操作安全，使設(shè)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(shù)應(yīng)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(tài)，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(zhuǎn)移出去，放置在空采空區(qū)內(nèi)，以便給后續(xù)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(xiàn)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(diào)控中心、智能分站、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場檢測系統(tǒng)以及各種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。整體工作面依靠以太來維持數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和效率。液壓支架控制平臺和采煤機遠程控制系統(tǒng)是整個監(jiān)控中心的主要組成，相關(guān)工作人員可以通過收集和分析現(xiàn)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(shè)備進行遠程的控制，有效實現(xiàn)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(shù)，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(jié)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(jīng)成為采礦業(yè)發(fā)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(xiàn)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(fā)生率，減少人員傷亡?？梢岳糜嬎銠C對采煤機進行控制，通過數(shù)字傳感器、數(shù)據(jù)庫以及操作模擬系統(tǒng)等相互融合，提升采煤機的智能化和自動化水平。其中，實現(xiàn)滾筒記憶切割是一個重要任務(wù)，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(shè)備提升定位精度，并通過監(jiān)控機身傾角和高度的調(diào)整來控制工作姿態(tài)。

2.5 實現(xiàn)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(tǒng)進行輔助。采煤機視頻系統(tǒng)主要包括多種攝像頭、無線網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控網(wǎng)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(jiān)控系統(tǒng)，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(wǎng)傳輸?shù)娇刂平K端，在相應(yīng)的設(shè)備上顯示出來。另外，通過組態(tài)軟件的輔助來實現(xiàn)采煤機遠程控制的功能，通過動態(tài)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(xiàn)對采煤機的有效控制。該控制系統(tǒng)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(jù)具體的工作環(huán)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(diào)控和操作，方便工作人員了解和調(diào)控采煤機和相應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)。

3 結(jié)語

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

參考文獻：

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