煤礦綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

謝兵

琿春礦業(yè)集團(tuán)公司板石煤業(yè)有限公司 吉林延邊 133300

1 煤礦綜采自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成

綜合開(kāi)采和綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)有很多技術(shù)支持，主要包括自動(dòng)化控制技術(shù)，傳感器技術(shù)，故障診斷技術(shù)，線性控制技術(shù)等各種綜合技術(shù)的應(yīng)用。煤礦的綜合開(kāi)采掘和綜合開(kāi)采工作面主要包括五個(gè)部分：①采礦機(jī)組單位控制區(qū)。該區(qū)域主要由采煤機(jī)，刮板和工作面支架組成，主要用于控制和調(diào)節(jié)采煤設(shè)備。②中轉(zhuǎn)運(yùn)輸控制站。它主要由輸送機(jī)，破碎機(jī)，皮帶輸送機(jī)和液壓支架撐架組成。該部分跟隨主要采礦單元在工作面控制中心的協(xié)調(diào)下自動(dòng)移動(dòng)。同時(shí)，收集所有設(shè)備的工作參數(shù)和頂板支護(hù)參數(shù)。③可視頻監(jiān)控體系。主要完成工作面設(shè)備和掘進(jìn)設(shè)備的主要監(jiān)測(cè)工作。④通訊調(diào)度系統(tǒng)。其功能是在無(wú)線覆蓋的基礎(chǔ)上為工作面的所有空間提供無(wú)線全覆蓋無(wú)線通信系統(tǒng)。⑤各個(gè)部分是工作面的總控制區(qū)，也是煤礦開(kāi)采和綜合開(kāi)采工作面的綜合控制區(qū)。它可以全面管理和控制工作面的工作進(jìn)度和工作狀態(tài)[1]。

2 煤礦綜采工作面自動(dòng)化控制結(jié)構(gòu)技術(shù)要求

綜掘工作面和綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)是煤礦生產(chǎn)主要組成部分，也是難度最復(fù)雜的工作。因此，我們對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)要求回采更高。①綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)采用遠(yuǎn)程集中控制和區(qū)域集中控制，對(duì)綜采工作面的工作進(jìn)行檢測(cè)和管理。②控制系統(tǒng)可以直接控制井下的破碎機(jī)，輸送機(jī)和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)，以及泵站，高壓開(kāi)關(guān)和電站的運(yùn)行。③在遠(yuǎn)程集中控制模式下，綜掘和綜采工作面的自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有煤流時(shí)輸送機(jī)運(yùn)行的控制，無(wú)煤流時(shí)輸送機(jī)停止的運(yùn)行，防止輸送機(jī)系統(tǒng)頻繁啟動(dòng)。④當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，上層計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)提供故障診斷和解決方案。⑤在綜掘工作面和綜采工作面的所有設(shè)備均裝有過(guò)載，短路等保護(hù)裝置；⑥系統(tǒng)在主要設(shè)備上設(shè)置視頻監(jiān)控點(diǎn)，例如傳送機(jī)和采煤機(jī)。

3 煤礦綜采自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀

綜采工作面是煤炭生產(chǎn)的第一線，也是整個(gè)采礦系統(tǒng)中最復(fù)雜的部分。大多數(shù)采礦設(shè)備都集中在這里，并且這些設(shè)備相互協(xié)作以共同完成采礦工作。沒(méi)有設(shè)備可以獨(dú)立于其他設(shè)備工作，并且設(shè)備與設(shè)備之間的連接非常緊密。同時(shí)，這些設(shè)備的運(yùn)行還需要考慮設(shè)備所處的環(huán)境和地質(zhì)條件的影響也是限制煤礦設(shè)備運(yùn)行的重要因素。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的綜采工作面需要多達(dá)200套甚至300多套設(shè)備一起工作，包括采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)，液壓支架，轉(zhuǎn)載機(jī)，破碎機(jī)等，其中支架數(shù)量超過(guò)100套到200，那么多設(shè)備一起工作，很難實(shí)現(xiàn)完美的協(xié)作和自動(dòng)化。隨著自動(dòng)化技術(shù)和煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，可以在一定的地質(zhì)條件下實(shí)現(xiàn)煤礦自動(dòng)化。在一些自動(dòng)礦井的試驗(yàn)研究和項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)中的技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，并已進(jìn)入實(shí)用化階段。隨著實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的持續(xù)運(yùn)行，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)備的性能得到了改善，產(chǎn)品的性能將得到改善，并且標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備將在不久的將來(lái)出現(xiàn)。目前，無(wú)人的自動(dòng)全機(jī)械化工作面已經(jīng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行[2]。

4 煤礦自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 無(wú)人工作面自動(dòng)綜采技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)控制和操作工作面的目的，需要遙感技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和其他先進(jìn)技術(shù)。進(jìn)行采煤工作時(shí)，最好在工作面前的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行工作。同時(shí)，應(yīng)使用無(wú)線技術(shù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程的監(jiān)控。礦山機(jī)械的自控系統(tǒng)具有三個(gè)特點(diǎn)：首先，它可以自我定位。其次，它具有自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。第三，它具有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。目前，中國(guó)最先進(jìn)的支持管理和控制方法是液壓支架電液控制系統(tǒng)，它集成了許多先進(jìn)技術(shù)，因此具有許多功能，例如：它可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各種支持程序的隨機(jī)鏈接。新型智能刮板輸送機(jī)是當(dāng)今社會(huì)刮板輸送機(jī)最高水平的杰出代表。它實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的管理和控制，同時(shí)也在向更好的方向發(fā)展。

4.2 工作狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)

目前，中國(guó)的采煤機(jī)智能檢測(cè)技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。新型電動(dòng)牽引采煤機(jī)是一種基于微處理器的新型高科技設(shè)備，集智能監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)集于一體。這種采煤機(jī)配備了數(shù)十個(gè)傳感器，可以檢測(cè)近180個(gè)參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互對(duì)話，遙控，無(wú)線遙控，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示，故障報(bào)警等功能和便捷高效實(shí)用的功能。我國(guó)液壓系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷技術(shù)相對(duì)成熟。刮板輸送機(jī)的故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以連續(xù)監(jiān)測(cè)刮板輸送機(jī)各部分的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行故障診斷和報(bào)警，解決了刮板輸送機(jī)的啟動(dòng)，功率平衡，過(guò)載保護(hù)和懸鏈懸掛等問(wèn)題。

4.3 災(zāi)害預(yù)測(cè)系統(tǒng)

災(zāi)害預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以保證煤礦生產(chǎn)的安全，主要通過(guò)傳感器收集煤層厚度和空間分布信息數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，通過(guò)該系統(tǒng)的建立，可以避免災(zāi)害的發(fā)生并減少不必要的損失。該系統(tǒng)中有許多傳感器。當(dāng)它與地下煤層接觸時(shí)，它將根據(jù)煤層或其他接觸面的變化自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和分析。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，該系統(tǒng)將信息及時(shí)反饋給控制中心，并使用預(yù)測(cè)評(píng)估軟件和地質(zhì)信息處理系統(tǒng)提供地質(zhì)信息，以確保工作水平的生產(chǎn)效率。進(jìn)行分析。并作診斷，從而避免事故的發(fā)生，保證地下人員其他機(jī)械設(shè)備的安全[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域得到普及和應(yīng)用，極大地促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在煤礦綜采工作面，采用自動(dòng)化技術(shù)可以有效提高采煤效率，確保生產(chǎn)安全。相信隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，必將為中國(guó)的煤炭工業(yè)提供更多的幫助。