煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

徐雷

摘 要：在煤礦生產(chǎn)過程中，煤礦綜采工作面是礦山開采中最重要的地點，是保障煤礦開采效率和提高質(zhì)量的關(guān)鍵。隨著科技的發(fā)展，綜采工作面的自動化技術(shù)成為保障煤礦企業(yè)高效高產(chǎn)的重要保障，在滿足社會對資源需求的基礎(chǔ)上保障企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著自動化技術(shù)的應(yīng)用，既保障又提升了煤礦開采的效率和質(zhì)量。煤炭資源作為我國的重要能源之一，在社會經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。本文主要根據(jù)目前煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢進行分析總結(jié)，為獲得我國煤礦企業(yè)的發(fā)展提供保障。

關(guān)鍵詞：煤礦;綜采;自動化技術(shù);發(fā)展趨勢

煤礦自動化控制主要是通過電器、機械和電子設(shè)備的相互結(jié)合使得煤礦生產(chǎn)可以在無人的狀態(tài)下進行操作和運營，按照預(yù)先設(shè)定的程序進行自動化運轉(zhuǎn)是煤礦企業(yè)進行自動化技術(shù)的關(guān)鍵。為提高企業(yè)經(jīng)濟效益，保障開采質(zhì)量，提高勞動效率，通過自動化控制系統(tǒng)的操作，煤礦企業(yè)可以實現(xiàn)無人值班的目標(biāo)，是煤礦企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的標(biāo)志。

一、我國煤礦自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國的煤礦企業(yè)在綜掘綜采工作面中，自動化技術(shù)的引用主要體現(xiàn)在自動化系統(tǒng)的應(yīng)用上，結(jié)合自動控制、傳感器和計算機等多種先進技術(shù)，并同時依靠系統(tǒng)本身的自動化技術(shù)實現(xiàn)的。自動化系統(tǒng)能夠有效的實現(xiàn)對井下采煤設(shè)備的直接控制，轉(zhuǎn)采運輸部分包括皮帶機、轉(zhuǎn)載機等可以在控制中心的引導(dǎo)下實現(xiàn)與主采機的同步推進;通過自動化系統(tǒng)中的視頻監(jiān)測部分可以對工作面的不同設(shè)備進行實時監(jiān)管，從而達到確保工作面開采的安全與穩(wěn)定的目的;在井下作業(yè)過程中有無線網(wǎng)覆蓋的情況下，通訊調(diào)度部分不僅是整個工作面的控制平臺，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)井下工作面與地面控制中心的通訊達到與地面調(diào)度的目的。無人自動化工作面技術(shù)是國際上的新興技術(shù)，開采的基礎(chǔ)理論和裝備逐漸向智能化發(fā)展。

二、我國自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

（1）無人自動化工作面采礦技術(shù)主要是通過遙感、網(wǎng)絡(luò)信息等先進技術(shù)實現(xiàn)對綜采工作面的系統(tǒng)控制和操作，開采過程中井下作業(yè)人員可以在工作面之外的地點進行作業(yè)，通過無線方式遠程控制生產(chǎn)設(shè)備，對采煤工藝進行實時監(jiān)控。割煤設(shè)備的自主定位功能、液壓支架自動控制技術(shù)能實現(xiàn)割煤、移架、移刮板輸送機和頂板支護等工序的自動化作業(yè)，實現(xiàn)工作面生產(chǎn)過程的自動化和無人操作化。

（2）無人自動化工作面采煤技術(shù)的發(fā)展方向。在煤礦綜采過程中，自動化無人工作面技術(shù)涉及到不同領(lǐng)域的綜合利用，其中根據(jù)數(shù)據(jù)流的差異可以分為自動控制系統(tǒng)、三機工況監(jiān)測、防水防塵和防爆系統(tǒng)、工作面災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)等。無人工作面是一個龐大的系統(tǒng)工程，在不同的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遙感技術(shù)的相互融合。采煤工作面開采擁有較多的分系統(tǒng)，按照數(shù)據(jù)流的差距分為自動化空子系統(tǒng)、三機工況監(jiān)測診斷系統(tǒng)和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)等。三機系統(tǒng)主要是指液壓支架、采煤機和刮板輸送機，目前國際上采用的支架控制方式的液壓支架系統(tǒng)可以實現(xiàn)拉架、收護幫板等環(huán)節(jié)的自動化;綜采工作面實現(xiàn)無人工作面的核心是采煤機，設(shè)計適合當(dāng)?shù)孛簩拥刭|(zhì)條件的采煤機自動化系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化的重要部分。煤礦綜采工作面的自動化技術(shù)是一項十分復(fù)雜的工作，簡單的自動化操作技術(shù)難以實現(xiàn)日常的需求。我國的煤礦綜采自動化技術(shù)要求現(xiàn)場的高度集成，這就迫使井下作業(yè)可以使用機械開展安全生產(chǎn)，并利用自動化系統(tǒng)的傳感器對綜采現(xiàn)場進行信息采集，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)將綜采現(xiàn)場鏈接起來，獲取有效信息傳送到地面控制平臺。無人自動化工作面將是我國煤礦綜采自動化的主要發(fā)展趨勢，三機自動化控制系統(tǒng)、三機工程檢測和診斷系統(tǒng)、災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)、采煤工藝智能化系統(tǒng)等系統(tǒng)都是無人自動化的重要組成部分，無人自動化工作面下的煤礦綜采工作會提高煤礦開采的可靠性和安全性。

（3）三機自動控制系統(tǒng)是作業(yè)的核心設(shè)備。采煤機的自動化控制包括自主定位、自主導(dǎo)航，通過液壓支架電液的控制實現(xiàn)對支架的控制，結(jié)合多種不同的技術(shù)實現(xiàn)隨機聯(lián)動和自動化控制，完成對設(shè)備運行狀態(tài)和工作面的自動化控制。三機故障診斷系統(tǒng)可以及時實現(xiàn)對綜采工作面運行工況的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)作業(yè)過程中的問題，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。新型的電牽引機在微處理的基礎(chǔ)上，集智能控制和監(jiān)測于一體的新型高科技技術(shù)，該技術(shù)可以實現(xiàn)人機相互之間對話、遠程控制、無線遙控和數(shù)據(jù)存儲等功能。在當(dāng)前的系統(tǒng)技術(shù)條件下，智能監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，加上專家故障診斷技術(shù)的推廣應(yīng)用可以大大地減少井下作業(yè)過程中故障的發(fā)生。災(zāi)害預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)可以根據(jù)煤層產(chǎn)狀、圍巖結(jié)構(gòu)等特點安設(shè)傳感設(shè)備，實現(xiàn)對井下災(zāi)害的有效監(jiān)測，并可以通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將相應(yīng)信息傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心作為?shù)據(jù)處理中心，可以精確地分析處理數(shù)據(jù)，并做出相應(yīng)的信號反應(yīng)，實現(xiàn)預(yù)警，保障煤礦開采的安全。

（4）采煤工藝智能化系統(tǒng)是智能控制采煤機的發(fā)展方向，可以根據(jù)地質(zhì)條件的不同變化采取相應(yīng)的措施，以提高采煤機動態(tài)控制與故障處理的能力，提高采煤機的運行效率。采用無人工作面將是未來發(fā)展的主要方式。礦井的無人工作面模擬系統(tǒng)利用實際技術(shù)創(chuàng)造一個虛擬環(huán)境下的運行狀態(tài)，操作人員可以實現(xiàn)與該系統(tǒng)的人機交互，該系統(tǒng)可以及時識別物體和控制物體的運動，通過對不同型號不同參數(shù)的動態(tài)信息交互模擬，達到優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。

三、結(jié)語

隨著科技的飛速發(fā)展，自動化技術(shù)越來越普及到各個行業(yè)中，自動化技術(shù)的發(fā)展不僅推動了企業(yè)的發(fā)展和進步，并且有效提高了煤礦生產(chǎn)的效率，保障煤礦的生產(chǎn)安全，特別是無人化工作面的推動和使用將會成為我國煤礦企業(yè)發(fā)展的主要趨勢，在不久的未來，我國煤礦綜采工作面的自動化技術(shù)會越來越成熟，成為煤礦開采的主力。

參考文獻：

[1]黃曾華.綜采工作面自動化控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].工礦自動化，2013（09）：17-21.

[2]于月森，左騰，周娟，湯中于，伍小杰.薄煤層綜采工作面自動化技術(shù)綜述[J].工礦自動化，2013（4）：27-30.

[3]李波，韋玉沛，郭夕祥.綜采工作面智能噴霧除塵系統(tǒng)研制與應(yīng)用[J].全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集，2007（11）：280-288.