自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用

Summary：自動(dòng)化采煤技術(shù)通過引入的全套自動(dòng)化控制設(shè)備，可根據(jù)礦井的周邊煤炭分布制定對(duì)應(yīng)的高效采煤方案，在煤炭的運(yùn)輸、清洗、分離等過程中節(jié)大量時(shí)間，從而達(dá)到提高單位時(shí)間內(nèi)采煤量的目的。積極開展自動(dòng)化煤炭開采技術(shù)，在提高整體產(chǎn)能效率、降低節(jié)約各項(xiàng)生產(chǎn)投入方面具有一定優(yōu)勢(shì)，在消除傳統(tǒng)煤礦開采隱患、降低人為操作故障率方面亦有助益。因此，將自動(dòng)化技術(shù)引入到煤礦開采中對(duì)提高煤炭總體產(chǎn)量意義重大。Keys：自動(dòng)化技術(shù)；煤礦采煤；應(yīng)用1煤礦采煤發(fā)展現(xiàn)狀分析結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的整體發(fā)展情況來看，雖然地域遼闊，礦產(chǎn)資源十分豐富，但資源的分布卻很不均衡。這一特征的存在，使得我國(guó)煤礦開采的難度大大增加。因此，要想保證煤礦開采的效率和質(zhì)量整體提升，讓煤炭資源的利用率穩(wěn)定提高，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)煤礦采煤技術(shù)的創(chuàng)新?，F(xiàn)階段，雖然我國(guó)煤礦采煤技術(shù)水平相對(duì)較高，發(fā)展速度也非?？?，但暴露出來的問題也同樣很多。一方面，煤礦資源在各行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，而這一情況的存在也使得煤礦開采企業(yè)數(shù)量日益增多。在企業(yè)發(fā)展期間，尤其是資金不足且設(shè)備簡(jiǎn)陋的中小型煤礦企業(yè)，因?yàn)楸恢T多因素所制約，使得技術(shù)無法及時(shí)更新，最終導(dǎo)致開采效率低，質(zhì)量不高。另一方面，精湛的操作技術(shù)必須要與先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備相配合，只有這樣，才能有效對(duì)工作效率和水平加以提升。但在具體的煤礦采煤工作進(jìn)行過程中，技術(shù)與設(shè)備經(jīng)常存在脫離的情況，不能合理地進(jìn)行匹配。很多企業(yè)雖然配置了先進(jìn)的設(shè)備，力求可以提升煤炭開采有效性，但并不能在開采技術(shù)上同步更新，老舊技術(shù)經(jīng)常會(huì)在新設(shè)備操作中應(yīng)用，致使煤礦采煤技術(shù)的綜合水平不能發(fā)揮出來，對(duì)煤礦開采的深入發(fā)展造成了較大影響。2自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用2.1采煤機(jī)中的自動(dòng)化技術(shù)在工作面作業(yè)過程中，首先需要控制采煤機(jī)切割煤層，應(yīng)用綜采自動(dòng)化設(shè)備執(zhí)行這些操作，需要首先控制采煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)，具體要以煤層的結(jié)構(gòu)情況為基礎(chǔ)，對(duì)采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)做出合理調(diào)整。同時(shí)為了保證采煤機(jī)能或正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)相應(yīng)的安全事故，應(yīng)對(duì)煤層的開采速率進(jìn)行合理控制。一般來講控制煤層開采速率需要以煤層實(shí)際尺寸為基礎(chǔ)，從而一方面完成采煤作業(yè)，另一方面也使后續(xù)的安全防護(hù)工作能夠順利開展。綜采自動(dòng)化采煤機(jī)進(jìn)行采煤作業(yè)過程中，還可以應(yīng)用記憶割煤技術(shù)，比如工作上面的情況比較復(fù)雜，可以先通過這項(xiàng)技術(shù)提前對(duì)工作面進(jìn)行一次全面分析，然后在制定采煤機(jī)的運(yùn)行程序，接下來再通過采煤機(jī)與自動(dòng)化作業(yè)的方式完成采煤，這樣采煤作業(yè)的進(jìn)展也就更加順利。另外還需要對(duì)采煤機(jī)的工作過程進(jìn)行分析，通常采煤機(jī)可以在工作過程中實(shí)時(shí)收集并儲(chǔ)存煤層數(shù)據(jù)，然后協(xié)調(diào)處理各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)，如果工作面存在特殊情況，還能夠采取有針對(duì)性的方法有效處理，這樣采煤機(jī)和工作面的適應(yīng)性就會(huì)得到明顯提升。另外通過后臺(tái)的監(jiān)控設(shè)施也可以及時(shí)獲取采煤機(jī)工作狀態(tài)，然后進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而令工作面采煤作業(yè)更加便利。2.2煤炭挖掘過程中的自動(dòng)化技術(shù)在進(jìn)行煤礦開采的過程中，挖掘是最基礎(chǔ)的一個(gè)工作流程，這個(gè)步驟是煤礦開采最開始的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果這個(gè)環(huán)節(jié)的工作沒有做好的話，會(huì)使接下來在開采煤礦的過程中遇到更大的難度。這個(gè)環(huán)節(jié)工作效率的高低對(duì)整個(gè)開采煤礦過程都有著十分重要的影響。所謂自動(dòng)化挖掘，就是將在挖掘過程中所使用到的各種操作都通過相應(yīng)的設(shè)置來使機(jī)器設(shè)備自行操作，而不需要人工來進(jìn)行管理，這樣一來，煤礦挖掘的效率就得到了很大的提高，為開采煤礦節(jié)省了很多時(shí)間。2.3膠帶運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化技術(shù)從所有的煤礦綜采工作流程來看，必不可少的一個(gè)設(shè)備就是膠帶運(yùn)輸機(jī)。而從實(shí)際情況來看，膠帶運(yùn)輸機(jī)在煤礦中所發(fā)揮的主要作用就是對(duì)原煤進(jìn)行運(yùn)輸。除此之外，因?yàn)槟z帶運(yùn)輸機(jī)的功能就是傳送，再加上煤礦企業(yè)的生產(chǎn)能力與運(yùn)輸能力又是有直接關(guān)系的，所以對(duì)眾多大型煤礦企業(yè)來說，如果想要提高生產(chǎn)能力，那么它們就必須對(duì)大功率膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。以黃陵二號(hào)煤礦為例，其使用的皮帶是可控傳輸啟動(dòng)裝置（CST），而這個(gè)裝置是借助PLC電控系統(tǒng)來調(diào)節(jié)啟動(dòng)時(shí)間與啟動(dòng)速度的，其最終目的就是實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)。另外，因?yàn)殡姍C(jī)的功率都很大，所以啟動(dòng)時(shí)的實(shí)時(shí)電流也就很大，但是電流過大不僅會(huì)使膠帶運(yùn)輸機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)部溫度得到極大提高，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，進(jìn)而對(duì)礦井的生產(chǎn)效率造成影響。因此，如果應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)溫度以及油溫進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，那么就能以此來保障膠帶運(yùn)輸機(jī)的安全運(yùn)行，進(jìn)而就能使礦井的正常生產(chǎn)得到穩(wěn)定的保障。3自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開采中的主要應(yīng)用途徑（1）進(jìn)行采煤技術(shù)與工藝的不斷改進(jìn)。近年來，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展，在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用水平進(jìn)一步提高。通過自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)起到簡(jiǎn)化效果，在保障煤礦生產(chǎn)質(zhì)量基礎(chǔ)上，能夠有效減少地面上的各種機(jī)械設(shè)備，降低煤礦在開采期間的成本投入。我國(guó)煤炭資源經(jīng)過多年的開采，現(xiàn)階段所面臨的開采環(huán)境變得更加復(fù)雜，使得傳統(tǒng)的采煤技術(shù)手段在應(yīng)用中出現(xiàn)了一定的局限性。只有對(duì)現(xiàn)有采煤自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新與改良，才能進(jìn)一步提高煤礦開采技術(shù)水平，促進(jìn)煤礦的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。。（2）通過技術(shù)嫁接提高單位采煤效率。例如，在傳統(tǒng)采煤機(jī)在外部接入多種狀態(tài)傳感器，并連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)一開展自動(dòng)控制，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息判斷采煤機(jī)的采礦情況，并根據(jù)作業(yè)環(huán)境等信息提高整體設(shè)備的開采效率。還可以通過建立小型物聯(lián)網(wǎng)，后臺(tái)監(jiān)管人員可在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制采煤機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的開采作業(yè)工作，從而省略人工操作的繁瑣步驟，進(jìn)一步提高采煤效率。此外，煤炭企業(yè)也可引入智能化系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行合并控制，通過內(nèi)置的自動(dòng)分析軟件，測(cè)算煤層軟硬度從而自動(dòng)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的開采動(dòng)作，并根據(jù)傳感器傳出的液壓采煤系統(tǒng)壓力數(shù)值，調(diào)整傳統(tǒng)帶的整體轉(zhuǎn)速。進(jìn)行自動(dòng)化改裝后，當(dāng)采煤過程中出現(xiàn)問題，自動(dòng)化技術(shù)可根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自我故障排除。（3）通過自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)化開采班組人員構(gòu)成。隨著信息化技術(shù)設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，將成熟的自動(dòng)化系統(tǒng)引入煤炭開采已經(jīng)成為煤炭企業(yè)優(yōu)化人工開采班組的主要方式之一。引入自動(dòng)化系統(tǒng)后，后臺(tái)監(jiān)測(cè)人員可直接對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和存貯，同時(shí)通過微型計(jì)算機(jī)處理探測(cè)收集的傳感器信號(hào)，進(jìn)一步精確化煤炭開采設(shè)備的各項(xiàng)開采動(dòng)作，而傳統(tǒng)人工采煤則無法完成上述操作。煤礦企業(yè)可根據(jù)人員配置方案對(duì)自動(dòng)化開采系統(tǒng)進(jìn)行模塊化配置，使得自動(dòng)化開采設(shè)備可在特定人數(shù)下進(jìn)行運(yùn)作。例如，通過后臺(tái)人工操作可直接獲取煤炭開采設(shè)備的當(dāng)前所處位置，同時(shí)根據(jù)開采任務(wù)布置，由少量控制人員進(jìn)行開采監(jiān)管，多數(shù)開采操作由系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行。另外，通過自動(dòng)化系統(tǒng)的引人，可針對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，從而確定當(dāng)前設(shè)備遭遇的故障類型，進(jìn)而分析診斷結(jié)果，并建立對(duì)應(yīng)的故障信息檔案，在后續(xù)開采過程中采用相關(guān)處理方案消除類似故障。4結(jié)束語(yǔ)總而言之，采煤自動(dòng)化是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)、實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它具備高切割效率、高利用率及低勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊，值得進(jìn)一步推廣。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該不斷地對(duì)采煤系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，借助自動(dòng)化技術(shù)占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)位置，在保證開采產(chǎn)量的同時(shí)設(shè)定高智能化生產(chǎn)程序，促進(jìn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型進(jìn)步。Reference[1]楊永亮.煤礦采煤技術(shù)發(fā)展與采煤自動(dòng)化技術(shù)[J].石化技術(shù),2020,27(06):364-365.[2]劉文