贾晓宇

（华电煤业集团 山西锦兴能源有限公司，山西 吕梁 033600）

我国在进行矿产资源开采过程中，随着矿井深度以及工作面的加深和扩大，许多影响采矿作业的问题不断出现，如工作面生产条件差、多种安全隐患等，都会限制采矿作业的高质量安全的进行。为解决采矿出现的问题，优化采矿工作面的作业条件，自动化综采工作面技术正在积极的应用，该技术既能提升采矿工作的质量效率，还能降低采矿工作面的作业难度，从而推动我国采矿工艺技术的发展[1]。

1 自动化开采技术现状及存在的问题

目前，我国采矿工艺具有较高的自动化机械水平，并且在采矿作业中，采用机械化开采方式占整体71.58%。尽管我国采矿机械化程度相对较高，但是仍然要面对许多在开采过程出现的问题，主要出现的问题包括以下几点：第一，在开采中使用的摄像系统，其分辨率较低，未能有效观测所要开采区域的矿产分布情况。第二，进行机械化采矿时，采用的机械设备进行矿产切割时，会产生极大的振动，此时会破坏机械设备的稳定性。第三，采矿使用的机械设备，构建起的采矿系统缺乏稳定性，尤其是通信系统的问题，导致机械设备在运行时，由于通信不及时，导致机械操作缺乏稳定性。第四，采矿企业未能对机械设备进行维修和检查，许多有质量问题的设备仍然在进行采矿作业。

2 综采工作面自动化系统的相关简述

构建自动化系统，需要在自动化技术以及综合机械化采矿设备的基础上，对采矿过程中所要进行的工作进行自动化操作。借助自动化技术以及综合机械化采矿设备，建立起的综采工作面系统，既能提升采矿的安全系数、质量以及效率，还能有效降低存在的安全风险。综采工作面自动化系统，是由多个采矿设备以及自动化技术组成，设备包括采矿机组以及运载机组。进入到采矿环节，采矿机组由采煤机、刮板机、液压支架以及乳化液泵站组成，矿产都需要经过上述设备完成开采工作。在运载机组中，主要由转载机、破碎机、超前支护支架等设备组成。

构建综采工作面自动化系统，需要发挥以下几点优势，保证采矿工作安全高效的进行：第一，在综采自动化系统的核心，框架主要以焊接结构形式，这样可以提升框架的稳定性和强度，避免在采矿时受到不同压力以及恶劣条件的影响，出现采矿安全事故。第二，综采自动化系统，可以在面对不同开采条件时进行变换，以便更好的进行开采工作。第三，综采自动化系统具有较高的精准控制能力，并且可以快速安全稳定的完成采矿工作。

3 采矿层开采关键技术

（1）支撑技术。在以往的采矿作业过程中，四连杆液压支架是常见的支撑技术，尽管该技术可以发挥良好的支撑作用，但是自身具有加大的重量，在许多采矿作业中无法发挥支撑作用，如在薄矿层开采作业中。为在更多的采矿作业面中提升四连杆液压支架的支撑性能，对传统的四连杆液压支架进行改进，在支撑油缸的两端，通过与顶梁和底座进行铰链连接，组成新的结构，该结构可以借助油缸控制顶梁，以此提升顶梁的支撑能力，从而产生良好的支撑效果。改进后的支撑结构，需要在结构上安装红外接收装置，操作人员通过控制红外线发射器，才能对四连杆液压支架的位置、支撑性能进行控制。由于在采矿作业中会遇到各种负复杂的自然条件，需要在支撑结构内配置传输装置，并通过辅助摄像头完成支撑结构的操作[2]。

（2）电控自动化技术。在不同类型的矿区进行采矿作业时，由于开采空间较小等原因，需要将较大的开采设备进行重新安装，使电源箱耦合器等开采设备，经过重新安装后可以进行采矿作业。根据采矿作业要求，对采矿设备进行调试，使设备的稳定性和可靠性满足要求后，可以使电控自动化技术发挥出应有的作用，既能将采矿使用到的设备进行集中控制，还能保证采矿过程中及时解决遇到的问题。

（3）综采技术。在许多矿产开采作业中，面对不同类型的矿产，对使用的综采技术都应进行调整。例如，在薄矿层开采过程中，由于转机滚筒的横截面积，都需要较宽的宽度和长度，在开采一段时间后，需要在所开采区域建立支撑结构，并随着开采范围的扩大，扩建支撑结构。另外，在进行不断的开采作业时，开采设备在移动过程中，都应受到支护结构的保护，支护结构应不断的移动，才能保证开采设备不会受到破坏。但是，由于开采空间较小，一旦采矿设备出现问题，需要进行待机维修时，应通过电液系统对设备进行自动化控制，避免设备在作业环境中受到破坏。在完成采矿作业后，需要将采矿设备运至空采集区，等待下一步的采矿作业安排。

（4）采矿机自动化技术。在不同空间的采矿区域内，所使用的采矿机应进行适当的调整，如需要在狭小的空间内使用采矿设备，该设备的尺寸应进入到狭小空间内，但是应注意的是，使用小型的机械设备开采时，不能采用斜切进刀的方式进行采矿。

采矿使用的设备，加快自动化技术的应用，可以使采矿设备具有良好的控制系统以及通信系统，从而优化传统采矿设备低机械化、低效率通信等弊端。在自动化采矿技术发展过程中，通过双向通信建立起的控制系统，操作人员为采矿设备设定精准的控制数据后，采矿设备会自行控制完成采矿工作。尤其是借助转子转速计算技术，可以掌握设备的牵引速度以及控制精度，以便设备在开采时可以进行自动化生产。

对传统的采矿设备进行自动化技术优化和改进，既能提升采矿设备的生产质量和效率，还能有效控制采矿成本。但是，加强采矿设备的载波信号、输送信号以及监控中心的连接和管理，加快采矿设备集中化控制建设，以便工作人员可以简单快速的完成采矿设备的操作。

4 综采工作面自动化采矿工艺技术的应用

（1）采矿机自动化控制技术。为提升采矿的生产效率和质量，使用自动化采矿设备，工作人员为设备设定精准的参数，设备会按照参数的指示进行自动化生产。在采矿机中，牵引控制以及滚筒高度是重要的自动化技术组成部分，进入到采矿的生产环节，采矿机会结合综采工作面的实际条件，制定不同的开采方案。首先，应选择适合采矿设备型号的刀具，并将刀具的切割参数存储到自动化控制系统，以便设备在采矿时，可以根据参数控制采矿进刀量，以此获得相应的开采量。在进行不断的开采过程中，按照生产要求控制进刀量，即可完成相应的采矿任务。其次，记忆采矿技术作为采矿自动化控制技术重要的组成部分，工作人员对机械设备进行操作，将采矿各项记忆数据输入到控制系统中，采矿设备进行采矿作业时，会按照记忆数据的指示完成开采工作，即便在开采中遇到问题，也能按照记忆数据做出相应的调整，以此在综采工作面中提高生产质量和效率。

我国现有的采矿自动化控制技术，主要以交流电为主要方式牵引采矿机，并且在不断应用中，交流电牵引采矿机技术发展较快，已经成为综采工作面应用最为广泛的自动化控制技术。

（2）输送机负载控制。对综采工作面实际工作情况进行监控，都需要通过输送机负载控制系统完成的。在实际工作电流需要的数据、刮板链条受力等参数指导下，输送机负载控制会对采矿机的采矿速度进行控制，以便获得良好的采矿质量和效率。

在综采中使用到的输送机，由于工作中受到大电流或者超负荷刮板链条的作用，输送机会借助自动控制技术，对受到的不良影响进行调整，一般会对产生的数据进行采集和分析，并将分析出的结果发送至采矿设备，采矿设备会按照自动化控制技术进行相应的变换，如降低采矿速度等，避免破坏综采工作面的安全性和稳定性。输送机负载控制的方式，已经发展成调速型液力耦合器控制方式，极大的提升传统双速电动起动方式的运行效率。

（3）液压支架自动化控制技术。电液控制系统是液压支架自动化控制技术重要的组成部分，主要由PM4作为主要控制器，在综采工作面进行采矿作业时，采煤机的运行状态是受到液压支架系统控制，并且根据采矿机的运行方式以及所在的采矿区域，都会按照液压支架系统的指令进行采矿生产。液压支架自动化控制技术，需要在采矿设备上配置红外接收器，通过发出的红外线确定采矿设备的位置。为提升液压支架自动化控制技术的优势，应加大采矿通用自动化机械元器件的研究和开发，并加强采矿自动化传感器的精度和可靠性管理，最终实现采矿设备多维化、数字化以及集成化的发展目标。

5 结语

综上所述，自动化综采工作面应用在采矿工艺技术中，既能提升采矿的质量和效率，还能有效控制采矿的成本，并且在面对复杂多变的综采工作面条件时，借助自动化技术可以快速完成采矿任务，进而加快采矿行业朝向自动化控制技术方向发展，并为我国的采矿行业奠定坚实的基础。