煤礦開(kāi)采機(jī)械裝備及自動(dòng)化技術(shù)探討

李文亮 邱長(zhǎng)敏

兗礦東華重工有限公司 山東濟(jì)寧 273500

1 我國(guó)煤礦開(kāi)采中常用的機(jī)械裝備

1.1 液壓支架

液壓支架，作為煤礦采集時(shí)的必備設(shè)備之一，在近幾年的研發(fā)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化的三維軟件設(shè)計(jì)、全真模擬動(dòng)態(tài)化的仿真技術(shù)，來(lái)研究支架與巖壁的相互作用，從而提高了其可靠性程度和支架的承受剛度。與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)電液控制，研究人員經(jīng)過(guò)自主研發(fā)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出了多種液壓支架結(jié)構(gòu)。

1.2 采煤機(jī)

從我國(guó)第一臺(tái)采煤機(jī)誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)研究人員與用戶的聯(lián)合研發(fā)，使得我國(guó)的采煤機(jī)得到了良好的發(fā)展，技術(shù)逐漸成熟，大體上實(shí)現(xiàn)了無(wú)線操作等現(xiàn)代化的設(shè)備。近些年來(lái)，通過(guò)新興工藝和技術(shù)，我國(guó)采煤機(jī)的技術(shù)再次飛躍，可靠性和穩(wěn)定性顯著提高，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際高等水平。

1.3 刮板運(yùn)輸機(jī)

隨著我國(guó)采煤技術(shù)的水平逐漸提高，對(duì)于刮板運(yùn)輸機(jī)的要求也在提高。經(jīng)過(guò)研究人員的精心研發(fā)，以及新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷引進(jìn)，我國(guó)刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)送技術(shù)含量不斷攀升，逐漸朝著大型化、專業(yè)化、高可靠性的方向發(fā)展。另外，有些刮板運(yùn)輸機(jī)采用了交叉?zhèn)刃恫贾玫姆绞?，其尾部有自?dòng)伸縮的功能，使得整機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，有效地減少了故障發(fā)生，使用壽命也得以延長(zhǎng)[1]。

1.4 帶式運(yùn)輸機(jī)

采煤技術(shù)的整體性不斷加強(qiáng)，煤礦的安全高效也在不斷增加，從而帶式運(yùn)輸機(jī)的基本性能也越來(lái)越高，朝著高帶速、高可靠性、高功率的方向發(fā)展。目前，我國(guó)的大型帶式運(yùn)輸機(jī)大多采用的是中壓變頻驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的低速穩(wěn)定和帶速連續(xù)性的可調(diào)性。與此同時(shí)，液壓自控張緊裝置也使得帶式運(yùn)輸機(jī)隨著運(yùn)輸帶張力的變化自動(dòng)調(diào)整，從而使運(yùn)輸帶保持平衡。

1.5 自動(dòng)化技術(shù)

我國(guó)采煤自動(dòng)化技術(shù)主要體現(xiàn)在三方面：一是液壓支柱的控制，國(guó)內(nèi)的水平基本可以做到液壓支架的自動(dòng)升降、運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)運(yùn)送、遠(yuǎn)程操控等全自動(dòng)化管理；二是采煤機(jī)的自動(dòng)化控制，國(guó)內(nèi)最新的采煤技術(shù)基本可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的記憶采煤功能、巖層自動(dòng)識(shí)別、機(jī)身自動(dòng)控制等；三是刮板運(yùn)輸機(jī)的創(chuàng)新，囊括了電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)測(cè)溫功能、電機(jī)軟啟動(dòng)、運(yùn)輸帶的張緊力檢測(cè)等。

2 采煤自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 采煤自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械化程度方面的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息化成為了我國(guó)社會(huì)的主要發(fā)展趨勢(shì)，在信息化的背景之下，信息技術(shù)發(fā)揮出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在煤礦開(kāi)采領(lǐng)域也開(kāi)始應(yīng)用信息技術(shù)，最直接的體現(xiàn)就是自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)化技術(shù)為煤礦開(kāi)采工作帶來(lái)了極大的便利，使煤礦開(kāi)采工作取得了新的突破。

（1）在液壓支架控制中的應(yīng)用。目前，自動(dòng)化技術(shù)在液壓支柱控制中起到了非常積極的作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓支架的自動(dòng)化控制，擺脫了以往人力操縱的模式，可以使液壓支架自動(dòng)進(jìn)行升降。煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，能夠?qū)Ω黜?xiàng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)液壓架需要進(jìn)行調(diào)整時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)調(diào)整內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)分析，自動(dòng)對(duì)液壓支架進(jìn)行調(diào)整，這在減小工作量的同時(shí)，也極大地提高了工作的可靠性。

（2）在采煤機(jī)中的應(yīng)用。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采煤機(jī)的自動(dòng)化控制，應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)之后，采煤機(jī)能夠?qū)r層進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，比如，在采煤機(jī)的行進(jìn)過(guò)程中，它能夠?qū)γ簩舆M(jìn)行判斷，判斷出煤層屬于哪一種厚度，除此之外，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)采煤機(jī)的自動(dòng)控制，工作人員甚至可以對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。當(dāng)采煤機(jī)存在故障隱患或發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并對(duì)故障部位進(jìn)行定位，工作人員可以及時(shí)、精準(zhǔn)的對(duì)故障進(jìn)行解決。

（3）在刮板輸送機(jī)的應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使刮板輸送機(jī)的性能得到了提升，使刮板輸送機(jī)能夠自動(dòng)對(duì)其電機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)，還能夠?qū)\(yùn)輸帶進(jìn)行檢測(cè)，節(jié)省了人工檢測(cè)的步驟，使結(jié)果更加準(zhǔn)確，為刮板輸送機(jī)的安全運(yùn)行提供了保障。

2.2 采煤自動(dòng)化有利于生產(chǎn)效率的提升

當(dāng)前的采煤使用的設(shè)備和系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越智能化，比如，采煤的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)，信息的傳輸和人工控制界面的實(shí)現(xiàn)等。同時(shí)能夠?qū)Πl(fā)生的故障進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警。通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制。當(dāng)采煤進(jìn)行到不同的煤層時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)不同煤層的軟硬度進(jìn)行自動(dòng)的割煤調(diào)整。并且系統(tǒng)能夠結(jié)合受力點(diǎn)及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)壓力的檢驗(yàn)。對(duì)支架性的推移輸送設(shè)備進(jìn)行自我調(diào)整。智能化的做出應(yīng)急問(wèn)題的判斷。另外，在進(jìn)行礦山的調(diào)查及選定方面，自動(dòng)化技術(shù)還能夠提供較為全面的技術(shù)數(shù)據(jù)，從而能夠極大的提升整個(gè)煤礦開(kāi)采的生產(chǎn)效率[2]。

2.3 采煤自動(dòng)化有利于人工成本的降低

計(jì)算機(jī)水平的不斷發(fā)展使得煤炭自動(dòng)化開(kāi)采中的智能操控水平不斷提升。這就使得煤礦中的工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。同時(shí)由于自動(dòng)化技術(shù)中的信息儲(chǔ)存及運(yùn)算能力也比較高，非常適合井下狹小的空間，以前完全靠人工的信息傳輸，現(xiàn)在都可以借助自動(dòng)化采煤設(shè)備進(jìn)行，當(dāng)前的設(shè)備能夠準(zhǔn)確的做出周邊環(huán)境的檢測(cè)，并且能夠及時(shí)的進(jìn)行自我適應(yīng)。對(duì)于出現(xiàn)的故障也能夠及時(shí)傳輸和診斷，并做出初步的分析。這就極大的降低了人工勞動(dòng)成本，一方面保障了人員人身安全，另一方面提升了地下施工的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代化的煤礦綜合機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的使用提高了煤礦的開(kāi)采效率，有效改善了煤礦的開(kāi)采環(huán)境，為煤礦開(kāi)采提供了先進(jìn)的手段，能夠保證煤礦開(kāi)采的安全性和高效性。在改善開(kāi)采環(huán)境的同時(shí)，還能夠吸引專業(yè)的技術(shù)人員，同時(shí)也促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)煤礦機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研究提高了煤礦開(kāi)采的環(huán)保性和可操作性，進(jìn)而促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。