淺談煤礦采煤技術(shù)的發(fā)展與采煤自動化技術(shù)

白二寬 薛建峰

【摘 要】所謂自動化技術(shù)，就是指在沒有人為直接干預的情況下，機器按照預定程和指令自動進行操作或者控制的過程。近年來，我國煤炭采礦工作環(huán)境得到改善，目前在煤礦開采中較為常用的設(shè)備是采煤機以及綜采配套設(shè)備，相關(guān)人員應(yīng)該綜合考慮現(xiàn)場情況和技術(shù)條件，采用科學合理的方式，研制適用于不同深度煤層的自動化開采工藝，以期實現(xiàn)我國煤炭開采的安全、持續(xù)和高效。當前居民生活和社會生產(chǎn)對煤礦資源的需求量持續(xù)增加，也帶動了我國煤礦行業(yè)的快速發(fā)展。采煤技術(shù)逐漸趨于自動化方向發(fā)展，通過引入自動化技術(shù)能夠降低企業(yè)人力資源投入成本，提升煤礦開采的效率和質(zhì)量，避免發(fā)生安全事故，對促進煤礦行業(yè)的自動化和現(xiàn)代化發(fā)展具有現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】煤礦生產(chǎn);采煤技術(shù);自動化技術(shù);分析

在我國經(jīng)濟發(fā)展新形勢下，社會生產(chǎn)對煤礦能源的需求量持續(xù)增加，煤礦作為傳統(tǒng)能源的代表，在經(jīng)濟建設(shè)中的地位依然不能取代。煤礦企業(yè)在開展采煤作業(yè)中，采煤技術(shù)和采煤機械是影響生產(chǎn)效能的關(guān)鍵因素。在科學技術(shù)的支撐下，自動化機械不斷應(yīng)用，自動化采煤程度也獲得提升，對促進行業(yè)發(fā)展發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

1 我國煤礦采煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在行業(yè)發(fā)展新形勢下，煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一定的變化，技術(shù)革新和工藝改進也更加迅速，基于企業(yè)技術(shù)能力、經(jīng)濟實力的差異，人工采煤、半機械化采煤以及機械化采煤均獲得不同程度的應(yīng)用。當前主要采用的采煤技術(shù)包括：掘進技術(shù)，通過使用掘進機完成采煤生產(chǎn)，在開展井下作業(yè)中，單個機器可以同步完成支護工作和掘進工作，縮短井下作業(yè)周期，提升生產(chǎn)效率和采煤質(zhì)量;巷道支護技術(shù)，通過高強度錨桿完成支護，可以提升井下支護效果，與以往的支護形式相比較，其具有更好的穩(wěn)定性和安全性。

2 煤礦采煤技術(shù)的應(yīng)用原則

2.1 經(jīng)濟適用

為追求更大的經(jīng)濟效益，企業(yè)在應(yīng)用和選擇采煤技術(shù)中，要綜合考慮技術(shù)的經(jīng)濟適用性，在保證投入低、產(chǎn)出高的基礎(chǔ)上，提升企業(yè)經(jīng)濟效益，加速采煤工藝和采煤技術(shù)的創(chuàng)新，通過提升生產(chǎn)效能而實現(xiàn)經(jīng)濟效益。

2.2 安全可靠

煤礦生產(chǎn)具有一定的危險性，屬于高危行業(yè)，尤其隨著我國采煤作業(yè)的不斷深入，安全成為影響企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在應(yīng)用采煤技術(shù)中，要秉承安全可靠原則，在確保生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上，合理應(yīng)用采煤技術(shù)，檢查運輸設(shè)備、支護設(shè)備以及通風設(shè)備，降低發(fā)生安全事故的概率。

2.3 提升產(chǎn)能

提升產(chǎn)能是創(chuàng)新和改革采煤技術(shù)的重要目標，在應(yīng)用采煤技術(shù)中，要將提升產(chǎn)能作為重要衡量因素，在確保安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，促使煤礦產(chǎn)量不斷提升，不浪費資源、減低成本，推動煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 采煤自動化技術(shù)概述

3.1 應(yīng)用價值

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，煤礦行業(yè)技術(shù)革新已經(jīng)成為必然趨勢，企業(yè)想要在激烈的競爭環(huán)境下謀求更好的發(fā)展，則要積極引入自動化技術(shù)，認識到其應(yīng)用價值。首先，自動化采煤可以推動行業(yè)機械化發(fā)展進程，由于自動化采煤以各種先進的機械設(shè)備為支撐，企業(yè)想要提升自動化程度，則要加速設(shè)備更新?lián)Q代和研發(fā)創(chuàng)新，開發(fā)更多效率高、安全性好的機械代替人工操作，降低井下發(fā)生安全事故的概率。其次，提升生產(chǎn)效能，在以往的井下作業(yè)中，主要采用人工開采的方式，不僅生產(chǎn)效能低下，還容易由于人工操作而發(fā)生安全事故，引入自動化采煤技術(shù)，能夠由機械代替人工生產(chǎn)，并且具有人工控制、信息傳輸、在線監(jiān)測等功能，可以顯著提升生產(chǎn)效能，尤其隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，在礦產(chǎn)選定和調(diào)查中還能夠提供重要參考。最后，降低人力成本，自動化技術(shù)主要依賴機械設(shè)備完成采煤工作，其所具備的運算能力、信息儲存能力、生產(chǎn)能力適合井下狹小空間作業(yè)，以往依賴人工開展的地下檢查、信息傳輸?shù)裙ぷ鞫伎梢酝ㄟ^設(shè)備完成，可以降低企業(yè)人員投入，進而節(jié)約人力成本，確保人工作業(yè)安全。

3.2 主要設(shè)備

在煤礦行業(yè)發(fā)展新形勢下，自動化是其發(fā)展的重要方向，在西方國家煤礦生產(chǎn)中，自動化技術(shù)發(fā)展較早，在很多工序中都已經(jīng)實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。近些年，隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，采煤自動化設(shè)備大量涌現(xiàn)，當前在自動化生產(chǎn)中主要應(yīng)用的設(shè)備包括刮板輸送機、液壓支架以及自動采煤機。首先，刮板運輸機的職能為煤炭運輸，可以起到固定采煤機的作用，在臨時移動液壓支架中能夠充當臨時支點，其具有較高的自動化程度，能夠快速完成煤炭運輸，適當井下人工作業(yè)量，在提升運輸效能的同時，還能夠降低企業(yè)人力成本投入。其次，液壓支架，以液壓作為動力完成移動、升降等運動，在井下生產(chǎn)作業(yè)中，其主要起到頂板支撐作用，可以促使采煤工作在安全環(huán)境下進行，在自動化技術(shù)的支撐下，液壓支架可以自動完成高度調(diào)控，根據(jù)頂板高度開展支撐工作，其與采煤機相互配合，可以降低井下作業(yè)強度。最后，采煤機屬于井下作業(yè)最為重要的機械設(shè)備，在以往的井下生產(chǎn)中，主要采用人工采煤方式，不僅增加了井下作業(yè)人員，還難以提升生產(chǎn)效能，自動化采煤機可以完全取代人工作業(yè)，尤其在一些高危井下作業(yè)，能夠避免人員傷亡，隨著信息技術(shù)、傳感技術(shù)和遠程控制技術(shù)的發(fā)展，操作人員可利用計算機對采煤機進行遠程控制，完成精密的采煤作業(yè)。

3.3 裝備特點

自動化采煤技術(shù)以自動化裝備為支撐，其裝備具有以下特點：第一，主機架構(gòu)成較為復雜，涉及多個組裝部件，分為整體結(jié)構(gòu)和分體結(jié)構(gòu)兩種，大部分部件都屬于獨立結(jié)構(gòu)，具有較強的強度和剛性，可以更好的適應(yīng)井下煤礦生產(chǎn)環(huán)境，部件之間不存在力的作用，在開展采煤作業(yè)中，主機架承擔反切力，可以快速完成采煤作業(yè)。其次，自動化采煤機械的搖臂結(jié)構(gòu)，具有功率高、結(jié)構(gòu)簡單、強度大等特點，可以結(jié)合生產(chǎn)實際進行360°回轉(zhuǎn)，現(xiàn)代自動化采煤機主要采用銷排無鏈結(jié)構(gòu)，能夠應(yīng)用于各種復雜的生產(chǎn)環(huán)境下。最后，自動化設(shè)備主要采用遠程控制的方式完成生產(chǎn)作業(yè)，控制系統(tǒng)具有多元化功能，在完成設(shè)備控制的同時，還可以利用傳感器對井下安全情況、工作狀態(tài)進行監(jiān)督，并且及時反饋檢測結(jié)果。

3.4 工藝類型

當前我國自動化采煤技術(shù)的工藝類型包括以下三種：第一，短臂開采。其主要是利用采煤機的兩個端頭快速完成開采作業(yè)，可以在巷道中進行快速切煤，具有較高的生產(chǎn)效益。當前，短臂開采已經(jīng)在我國煤礦生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用，在小規(guī)模礦井或者煤層較厚的礦井開采中具有顯著的應(yīng)用效果。第二，長臂開采。該開采工藝是借助成套的自動化設(shè)備而完成開采作業(yè)的一種方式，在布置工作面中，主要以運輸平巷和回風為主，要求井下通風系統(tǒng)良好、穩(wěn)定運行，長臂開采主要應(yīng)用于大規(guī)模井下作業(yè)，其日產(chǎn)量要遠遠高于短臂開采。在應(yīng)用過程中，煤礦企業(yè)要結(jié)合井下的具體情況，對刮板運輸機的位置和鋪設(shè)距離進行科學設(shè)置。第三，綜合開采。屬于一種新型的開采方式，尤其在老礦區(qū)開采中，應(yīng)用效果和開采效能顯著，當前在小型和中型井下開采中，綜合開采具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

總而言之，煤炭行業(yè)面臨著技術(shù)革新，引入自動化采煤技術(shù)，能夠顯著提升生產(chǎn)效能、降低人力成本、確保作業(yè)安全，符合行業(yè)發(fā)展趨勢。因此，煤礦企業(yè)要積極開展技術(shù)創(chuàng)新和科研攻堅，提升企業(yè)的行業(yè)競爭力。

參考文獻：

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（作者單位：內(nèi)蒙古仲泰能源有限公司）