煤矿综采工作面自动化技术研究

2020-11-26李海港

商品与质量 2020年7期

李海港

山东万祥矿业有限公司山东济南 271107

自动化技术在科学技术的不断发展下，其使用范围也越来越广。使用自动化技术不仅可以有效推动企业的健康可持续发展，同时还能够提升煤矿企业的生产效率，是煤矿企业的生产作业在一个相对安全的环境中进行，特别是对无人工作面的推广以及运用，这将会成为我国煤矿企业未来的主要发展趋势，而且自动化技术也会逐渐成熟起来，成为推动煤矿高效开采工作的关键技术支撑。

1 我国煤矿综采工作面自动化技术的发展现状

①（1）支架、采煤机以及刮板组成了主采机组，能够对煤矿井下的采煤装备起到控制作用，以此来有效确保煤矿企业的运行效果。②转载运输控制部分，组成该部分的构件主要有皮带机、转载机以及支架等，可以借助控制中心的指令，与主采机组同步完成推进工作。并且，还能够准确收集设备的运行参数，便于工作人员全面掌握实际的煤矿开采情况。③视频监控部分。该部分对综采工作面的各种设备主要发挥着管理作用，同时能够有效确保矿井开采工作中的高效性、安全性以及稳定性。④通讯调度部分。该部分主要用在已经普及了无线网络的地区，并且能够有效加强地下工作面和地面控制中心的交流。⑤综合控制部分。所谓的综采控制部分也是整个综采工作面中的控制平台，不仅能够对所有设备进行控制与监测，同时还能够和地面调度中心实时保持联系。

2 煤矿综采工作面自动化技术的应用优势

2.1 提高煤矿开采的机械化和自动化水平

由于在煤矿综采工作面中引入了自动化技术，因此可以有效减少煤矿员工的投入，也就降低了人力成本，可以将释放的这部分劳动力投入其他部门的生产中去。与此同时，在煤矿综采工作面中引入自动化技术可以实现对煤矿开采过程的实施监控，并且能够发现人工巡检中无法发现的失误，此外，相较于人工巡检，煤矿综采工作面自动化技术可以应用于控制中心，如果控制中心发现煤矿开采环节中出现异常情况，可以直接暂停生产活动，并且精确定位异常情况所处的具体环节，对异常情况进行及时处理，不但降低了异常情况带来的损失，同时避免了异常情况转化为煤矿事故的风险[1]。

2.2 提高煤矿开采的安全性

在煤矿开采过程中，由于大多数作业位于地下环境，因此设备、员工的安全性得不到有效保障，尤其是对于员工而言，一旦发生煤矿事故，员工本身及员工家庭都会受到极大的威胁，因此，在煤矿开采的过程中，保障员工的人身安全是第一位的。相较于传统的人工作业，自动化作业不但通过减少人员投入的方式提高安全性，并且还可以通过自动化操作取代人工操作的方式提高生产的安全性。相较于传统的人工作业，自动化作业更加规范，并且不会像人工作业一样出现失误，

2.3 提高煤矿开采效率

相较于传统的人工作业，自动化作业的效率更高，并且可以进行长时间的持续性作业，因此不论是作业效率还是作业时间，自动化作业都远远优于人工作业。综采自动化采煤设备可以将挖掘、开采、支护作业进行有效协调。此外，在煤矿开采过程中，会存在一些常人难以忍受的作业环境，此类环境会对员工的身体及生命安全造成一定的威胁，而利用综采自动化设备则可以在此类环境中完成正常的作业。随着开采规模的扩大，煤矿开采受到的温度、瓦斯气体浓度、压力等因素的影响越来越大，而煤矿综采自动化设备则可以有效克服上述难题，实现高难度的开采作业。

3 煤矿综采工作面自动化技术的发展趋势

3.1 自动化与远程控制，减少人力浪费

煤矿综采工作面的重要性不言而喻，自动化技术的未来发展也备受关注。随着时代的不断发展，煤矿综采工作面的控制要日益自动化，减少人员投入，融入先进的遥感技术和网络信息技术，作业人员就不必在工作面上进行作业，仅需对设备进行远程控制与监控即可。进行割煤、移架时，需要保证相应设备可以自主定位，实现自动化控制，保证煤矿开采更加高效[2]。

3.2 自动化技术综合能力提升，功能明确高度集成

煤矿综采工作面自动化技术会逐渐迈向自动化无人方向，而且会涉及到多个领域，这也就意味着自动化技术的综合性能正在不断提高。自动化综采工作面会具备很高的技术含量，在这一庞大、复杂的工程中会有先进的遥感技术和互联网技术，将这两项技术有机结合，就可以保证煤矿综采综合面的系统功能更加完善。比如，采煤工作面会拥有较多的分系统，由于数据流不同，分系统的功能也会有明确划分，比如，自动化控制系统、三机工况监测诊断系统和地质灾害预报系统。常见的三机系统主要包括液压支架、采煤机和刮板输送机。采煤机和液压支架是通过红外线进行传输的，采煤机机身安装有红外线发射器，液压支架上安装有红外线接收器，当跟机移架的架数确定后，开气上行割煤时，采煤机下滚筒割过循环跟机架数后，液压支架将自动完成移架和推溜动作，以此类推，完成整刀煤的操作工序。

3.3 三机系统展现多元化功能，保证安全生产

在三机系统中，采煤机可以实现多种自动化功能。①采煤机能够保证定位更加自主，导航具备个性化服务功能。②利用液压支架电液控制实现对支架的有效控制。设备和工作面完全可以得到实时、全面、自动化控制。由于综采工作面的工况较为复杂，必须要加大监测力度，实现不间断监测，这样才能及时发现问题所在，因此，利用三机故障诊断系统进行监测很有必要。新一代电牵引采煤机不仅有自动控制功能，还兼具智能化的逻辑控制思维，是一种基于微处理技术之上的智能设备。同时，在交互功能和远程操作上也会有新的突破，并实现对数据的有效存储[3]。