淺析煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的應(yīng)用

李雷

摘要：在我國煤炭行業(yè)不斷發(fā)展的背景之下，首先對煤礦綜采工作進行了簡單概述，進而在此基礎(chǔ)上分析了煤礦企業(yè)進行煤炭綜采工作的現(xiàn)狀，并且探討了自動化技術(shù)在煤礦綜采工作中的應(yīng)用優(yōu)勢，從而給出了相關(guān)的建議。通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以有效降低企業(yè)的單位生產(chǎn)成本，同時提高企業(yè)生產(chǎn)效益，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和產(chǎn)品競爭力，希望通過本文的論述，可以有效推動自動化技術(shù)在煤礦綜采中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綜采工作面 ;自動化技術(shù) ;薄礦層

引言

綜采工作面是煤礦企業(yè)中重要的生產(chǎn)工序，自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦的無人生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中可以通過電器、機械和電子設(shè)備的相互結(jié)合進一步提高煤礦企業(yè)的在采煤工作上的效率。近些年來，計算機技術(shù)以及機械技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)實，綜采工作面有必要加強自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，以便提高其工作效率與工作質(zhì)量。

1煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

綜采工作面是煤礦開采的重要生產(chǎn)工序，它的運作涉及到大量的設(shè)備，每臺采煤設(shè)備通過硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)的相互作用， 完成采煤的工作。綜采工作面的自動化技術(shù)的應(yīng)用是一項整體性的工作，綜采工作面目前需要多達200 臺設(shè)備和200 組支架同時運轉(zhuǎn)，以滿足生產(chǎn)的需求，可見自動化技術(shù)落實的難度之大。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)不斷創(chuàng)新研發(fā)，在地質(zhì)條件允許的范圍內(nèi)，綜采工作面實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，預(yù)示著煤炭開采進入了全新的時代。在實際的落實過程中，綜采工作面自動化運用也遇到了各種困難，這就要求相關(guān)的工作人員，正確面對運行中的問題， 不斷提高自己的專業(yè)技術(shù)能力，積累實踐經(jīng)驗，全面提高和落實綜采工作面的自動化程度。

2煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的分析

2.1采礦機自動化

在薄礦層的開采過程中，受到采礦設(shè)備的限制，導(dǎo)致薄礦層的開采量占比很小，采礦機需要利用機身和自重都相對較小的設(shè)備進入巷道，盡可能的避免采礦機器斜切進刀進行開采工作。傳統(tǒng)舊式的采礦機通信系統(tǒng)不發(fā)達，自動化的水平低，無法實現(xiàn)監(jiān)控開采，薄礦層開采技術(shù)落后導(dǎo)致薄礦層的產(chǎn)量很低。綜采工作面自動化技術(shù)的應(yīng)用，全面優(yōu)化了采礦機的機械設(shè)備和軟件系統(tǒng)，并且構(gòu)建了雙向通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了采礦過程中的數(shù)據(jù)收集、處理，精確的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算，從而有效掌控了采礦裝備的牽引速度，提升了煤礦的開采效率。然而采礦機自動化技術(shù)的全面實現(xiàn)要將監(jiān)控中心、載波信號和采礦裝備的傳送機信號有效的聯(lián)系在一起，形成集中化把控管理，降低運行成本的同時，實現(xiàn)高質(zhì)量的管理。

2.2可視化技術(shù)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了工作面無人化操作，為提高采礦的質(zhì)量和效率發(fā)揮了不可替代的作用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)以太網(wǎng)為通信的載體。通過科學(xué)布點配備攝像裝置，實現(xiàn)對工作面的全范圍的實時監(jiān)控。視頻系統(tǒng)在運行過程中，可以實現(xiàn)360 度全視線、全方位搜集設(shè)備的運行速度、方位、角度等， 并及時傳送給集中控制中心，從而實現(xiàn)集中顯示視頻畫面。電控技術(shù)自動化。薄礦層相比中、厚礦層，礦頂層薄，可利用的空間狹小，造成采礦作業(yè)風險加大。開采過程中，電源箱耦合器和其他相關(guān)設(shè)備必須要重疊安裝，才能滿足薄礦層的開采條件。若設(shè)備安裝符合相關(guān)的可靠、穩(wěn)定性標準，利用分散監(jiān)控模式，實現(xiàn)了開采工作的順利開展，同時還能確保工作人員的生命安全，提高了自動化控制的水平。

2.3支撐技術(shù)自動化

傳統(tǒng)的煤炭開采中，大部分情況下都是利用四連桿液壓支架完成煤礦的采煤工作，這種方式可以達到預(yù)期的支撐效果，但是美中不足，四連桿液壓支架的自重非常大， 并不適用薄礦層的開采。薄礦層的開采需要調(diào)整四連桿液壓支架的結(jié)構(gòu)，促使其可以支撐住油缸，還能對油缸兩端鉸接頂梁和底座進行有效的支撐，改良后的支撐技術(shù)，不僅能夠控制油缸的位置，還能夠控制頂梁的狀態(tài)，經(jīng)過以上的調(diào)整和改良，這種架構(gòu)不僅增加了支撐的承重量，與此同時還保證支撐結(jié)構(gòu)總體的平穩(wěn)、安全，達到了提升加固的目標。這種支撐架構(gòu)需要實現(xiàn)對支架的自動化控制，要運用紅外線的發(fā)射和接受設(shè)備輔助實現(xiàn)。如此一來，支架能夠滿足自動化控制的要求，并且符合采礦設(shè)備對位置的要求。另外，采礦機械裝備要依靠線纜連接傳輸信息，線纜長期處在復(fù)雜惡劣的環(huán)境中。為了確保線纜傳輸?shù)陌踩头€(wěn)定性， 在支撐結(jié)構(gòu)上安裝攝像頭，不僅對線纜系統(tǒng)提供了實時監(jiān)控，也實現(xiàn)了支撐結(jié)構(gòu)的可視化操作。

3自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1應(yīng)用效果

綜采自動化技術(shù)的有效運用，利用支撐結(jié)構(gòu)、供液系統(tǒng)完成了采礦作業(yè)安全、穩(wěn)定、快速的轉(zhuǎn)移，確保采礦作業(yè)的安全性，為開礦企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。遠程監(jiān)控操作系統(tǒng)的實施，在監(jiān)控室完成對工作面的切割、移架等工序監(jiān)控和操作，有利于煤礦開采的持續(xù)發(fā)展，保證了人員工作的生命財產(chǎn)安全，減少災(zāi)害事故的發(fā)生。薄礦層的開采受地質(zhì)影響大，地形的特殊性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、包括斷層現(xiàn)象都會限制自動化采礦技術(shù)發(fā)揮作用，未來綜采自動化技術(shù)的研究，如何在復(fù)雜的條件完成開采工作是需要重點研發(fā)的方向。

3.2推廣價值

綜采自動化技術(shù)在采礦過程中的應(yīng)用，大大提高了采礦作業(yè)的工作效率，為采礦企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟利益。在實際的采礦工作中，相關(guān)的技術(shù)不斷提高和優(yōu)化，滿足了采礦層的采高要求，堅持“斜板直行側(cè)推”原理，調(diào)整輸送機的高度， 提高裝載率。綜采自動化技術(shù)的廣泛運用，使復(fù)雜的采礦工藝簡單化，有效控制生產(chǎn)成本，采礦作業(yè)的安全性也得到提升，降低了事故的發(fā)生率。遠程監(jiān)控系統(tǒng)有利于對采礦作業(yè)實時監(jiān)測和可視化操作，有助于采礦業(yè)的安全、穩(wěn)定、高效的發(fā)展。

3.3經(jīng)濟效益和安全性

綜采自動化技術(shù)的廣泛運用，使采礦作業(yè)的操控程序更加簡便，有效降低了各種安全事故的發(fā)生概率，促進煤炭開采行業(yè)的發(fā)展。自動化采礦技術(shù)實現(xiàn)了對整個采礦生產(chǎn)作業(yè)的監(jiān)控和遠程操作，提升了采礦作業(yè)的安全性。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，就自動化技術(shù)初期投資與產(chǎn)能相比較而言，螺旋采礦設(shè)備、支架的支撐技術(shù)的廣泛推廣，導(dǎo)致自動化技術(shù)的初始投資是傳統(tǒng)采礦投資的1.7-2 倍，有效提升了煤礦開采的產(chǎn)量，實現(xiàn)了企業(yè)的利益最大化。

4煤礦綜采工作面自動化發(fā)展趨勢

4.1 高度集成的自動化方向

綜采工作面涉及到的設(shè)備數(shù)量角度，工作環(huán)境也比較復(fù)雜，因此簡單的自動化技術(shù)并無法滿足綜采工作面的生產(chǎn)需求，因此綜采工作面的自動化發(fā)展應(yīng)趨向高度集成的自動化方向，在整個自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用中，主要就是利用傳感器采集工作面作業(yè)信息，然后將收集到的信息數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)娇刂破脚_中，利用控制平臺實現(xiàn)度綜采工作面的自動化控制。高度集成的自動化也進一步推動了設(shè)備的智能化以及大型化發(fā)展。

4.2 煤礦企業(yè)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展

當前計算機監(jiān)控模式的安全性和可靠性都大大提高，在綜采工作面的生產(chǎn)中，煤礦企業(yè)還需要加強監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，充分利用集中監(jiān)控與分布式監(jiān)控兩種方式。同時還需要加強網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的融合應(yīng)用，提高監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用的靈活性。

4.3 災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)

災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)能夠保障煤礦的生產(chǎn)安全，主要就是利用傳感器來收集井下的煤層厚度及空間分布等信息數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，方便操作人員判斷地質(zhì)條件是否有利于開展工作。

結(jié)束語

社會和時代的不斷進步與發(fā)展，增加了對能源的需求量，能源開采的效率受到社會越來越多的關(guān)注，煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的運用，提高了煤礦開采的生產(chǎn)效率，符合當代社會的發(fā)展需要。自動化采礦系統(tǒng)增加了開采的安全性，減少安全事故的發(fā)生，還實現(xiàn)了對綜采工作面的遠程操控，為采礦的安全生產(chǎn)提供了有利的保障，有效促進煤礦開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]徐雷 . 煤礦綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢 [J]. 科技風，2019（16）：154.

[2]張利軍 . 綜采工作面供電供液系統(tǒng)優(yōu)化及自動化技術(shù)研究與應(yīng)用 [D]. 中國礦業(yè)大學(xué)，2019.