煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术.pdf

175 科学管理 2020年第9期 对于矿井作业而言，采煤工作面是重要施工场 所，采煤人员在开采煤炭的过程中也会受到一些因素 的影响进而遇到瓦斯、火灾等一系列问题，而这对于 采煤人员的生命及财产安全也会造成极大的威胁。通 过对采煤工艺进行综合利用，采煤工作的质量及效率 不仅可以得到提高，同时开采煤矿的安全性也会增 强，因此这在很大程度上也会带动煤矿采煤工作向智 能化及机械化方向发展。然而当下的采煤工作面仍有 很多危险因素存在，要想保证采煤工作可以顺利开 展，我国还需加大对无人采煤工作面开采关键技术的 研究力度。 1 采煤工作面经常出现的灾害问题分析 1.1 顶板灾害 随着我国煤矿事业的不断发展，顶板灾害问题随 之出现，而其在煤矿灾害中也占有极大的比重。随着 国家科技及研究力度的不断增强，支护理论以及矿山 压力等也得到了完善，工作面及巷道等支护技术也得 到了提高，这也使得大规模的冒顶事故得以避免，当 下仅有局部的冒顶事故会经常发生。截止目前，采煤 工作面经常出现局部冒顶事故，比如支架前探梁以及 工作面端头出现的冒顶事故。随着顶板灾害的出现， 顶板大范围来压和冲击地压会对煤矿的生产带来极大 的打击。针对顶板大范围来压，相关部门可以利用高 压注水技术或者松动爆破技术将其解决，至于冲击地 压目前并没有根治方法，相关部门只能对该灾害进行 一定的预防。 1.2 瓦斯灾害 瓦斯灾害包括瓦斯爆炸以及瓦斯突出两种问题。 对于瓦斯爆炸灾害而言，其经常在采煤工作面发生， 通过采煤机割煤工作的不断开展，瓦斯会从煤层中游 离出来，随着瓦斯的不断聚集，其也会导致瓦斯爆炸 的问题出现。而瓦斯突出灾害则经常出现在巷道掘进 工作中。随着时代的不断发展，针对采煤工作面，虽 然已有很多技术措施对瓦斯爆炸问题进行预防，但采 煤人员仍是在较为危险的环境中进行作业，这对于他 们的生命及财产安全也会造成极大的威胁。 1.3 矿井火灾及水灾 矿井火灾问题包含了很多，比如电气设备火灾、 煤自燃以及人为火灾等，在此期间，煤出现的自燃问 题会对采煤工作面的安全生产产生极大的影响，针对 容易出现自燃发火的煤层，如果采煤人员没有对技术 进行合理使用，那么便会致使整个采煤工作面均出现 较大的火灾问题。除此之外，矿井作业期间也经常发 生水灾问题，比如承压水以及老空水等，这些都是具 有较大危害的灾害问题。对于老空水而言，它对于巷 道的掘进工作有着极大的威胁，而煤层底板的承压水 也会对采煤工作带来极大的危险。在对煤层底板进行 治理的过程中，如果工作人员采用的措施不够合理， 那么它不仅会导致承压水进入到采煤工作面中，同时 也会造成人员的伤亡问题。 1.4 粉尘及地热灾害 在进行采煤工作的过程中，粉尘具有极大的危 害，它不仅会使煤层出现爆炸问题，同时也会致使采 煤人员患有尘肺病。针对此，要想防止煤层出现爆炸 问题，工作人员就需避免煤尘的大量积聚。目前气幕 隔尘以及负压降尘等技术虽然得到了一定的应用，但 要想避免采煤人员出现尘肺病，他们还需对个体进行 有效的防护。最后，在我国东北以及山东等地经常会 有地热灾害出现，不仅会导致采煤人员出现精神恍惚 的症状，同时还会为采煤工作带来极大的隐患，而这 对于现代煤矿的安全生产也是极为不利的。 2 无人工作面开采技术优势和限制条件 2.1 无人工作面技术优势分析 随着采煤工作的不断开展，因为采煤工作面经常 出现瓦斯以及水灾、火灾等灾害问题，也使得采煤人 员的生命安全得不到有效的保障。所谓无人工作面开 采技术，即是将采煤工作期间的破煤、装煤以及处理 等环节以智能、无人的形式进行，而工作人员只需在 工作面不远处的巷道中进行远程操控。通过对无人工 作面开采技术进行应用，在煤炭生产期间也可避免安 全事故出现，进而对采煤人员造成威胁。 2.2 限制条件分析 随着无人工作面开采技术的不断应用，煤层自身 的赋存条件也影响了该技术的发展。对于我国大多数 煤矿而言，其地质条件极为复杂，地质构造也相对较 多，比如火成岩入侵以及断层等。在此条件下，采煤 工作的智能化以及无人化发展也受到了很大的限制。 3 无人工作面开采技术体系分析 3.1 技术体系 要想对煤矿工作面的自动化进行更好地研究，我 国就需结合无人工作面的理论基础从而对关键技术进 行合理创新，只有这样无人工作面才能进行稳定、有 序的发展。 3.2 关键技术分析 对于煤机定位及三机配套系统而言，采煤工作面 是以双滚筒采煤机以及自移式液压支架、刮板输送机 煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术 郝少鹏 左权永兴煤化有限责任公司 山西 阳泉 045000 摘要随着我国科技的不断发展，无人工作面开采技术得到了改进，该技术不仅可以实现煤矿开采工序的无人化及智 能化，同时通过对自动识别及定位等关键技术进行应用，也可将煤矿作业出现的安全事故进行大幅度降低。因此，本文围 绕煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术进行了分析和探讨。 关键词煤矿 智能 无人采煤 开采技术 科学管理 176 2020年第9期 进行工作的。为了能对顶板进行有效维护，液压支架 需采用及时支护法再通过采煤机开展割煤工作。要想 实现割煤、推输送机等工作的智能化及无人化，就需 要对采煤机进行科学定位，这样采煤工作才能稳定、 有序的开展。当下对于煤机定位而言，应用最广的是 超声波探测技术以及电磁感应开关技术，虽然这些技 术在煤矿的采煤工作面中得到了应用，但我国仍需对 这些技术进行深入研究。 其次，煤和岩石硬度系数存在较大的差距，如果 利用采煤机对岩石进行切割，采煤机的截齿则会受到 损坏。采煤机需将整层煤采出，至于采高则需借助摇 臂进行合理调节。所以在进行采煤机割煤的过程中， 工作人员需将滚筒摇臂调高系统与煤岩辨识系统进行 有机配合。 再者，要想实现无人工作面的智能化发展，还需 对通信技术进行合理应用。针对通信控制系统，它可 通过发出或接收信号，从而对采煤设备进行科学控 制。此外，因为采煤工作面的作业环境较为复杂，设 备也会受到多方面影响从而出现各种问题。所以对于 设备参数工作人员也需对其进行合理监测。 最后，我国要想实现采煤工作面的无人化发展， 就需要对各种地质构造进行精准识别并通过这些地质 构造。例如在碰到断层地质构造时，工作人员需要根 据断层参数，再借助系统对通过断层的方法进行有效 分析。不仅如此，我国还需结合煤矿无人工作面的实 际情况对数据库进行合理建立。然而在对数据库技术 进行应用的过程中，他们还需将数据的修整、查询等 功能进行完善，这样也有利于工作人员对工作面信息 的查询、分析及应用。 4 结束语 总而言之，针对煤矿智能无人采煤工作面，开采 关键技术是极为重要的，虽然它可将我国传统技术存 在的一些问题进行解决，但其自身还存在很多难题。 所以针对煤矿智能无人采煤工作面关键技术体系，我 国还需进行不断完善，同时也要将其广泛应用到煤矿 的开采活动中，只有这样其自身具备的价值才能得到 有效的发挥。 参考文献 [1] 张鹏 . 探析煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术 [J]. 低碳世界， 2019， 9（11） 120-121. [2] 张伟 . 煤矿智能无人值守采煤工作面开采关键技术 研究 [J]. 建材与装饰， 2019（22） 249-250. [3] 宫平， 文秀龙， 赵鹏飞 . 煤矿智能无人采煤工作面开 采关键技术分析 [J]. 南方农机， 2019， 50（8） 160. 优点是具有优良的耐化学品特性，能抗强氧化剂 （浓硝酸）、酸碱盐以及有机溶剂（四氯化碳）的腐 蚀和溶解。不吸湿并具有好的防水蒸汽，可用于防潮 防渗用途。缺点是耐老化性能和环境应力开裂性不如 LDPE，热氧化作用会使其性能降低，所以高密度聚乙 烯添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂来改善其不足。 5.2 低密度聚乙烯 低密度聚乙烯主要应用于膜料、吹注塑料、电缆 料、涂覆料、发泡料等。膜料包括农用塑料薄膜（如 棚子塑料薄膜及地膜）、重质袋包装膜、货物运输薄 膜、收缩薄膜、食品包装膜、高透明薄膜、化学品包装 膜、医疗薄膜、建筑薄膜、垃圾袋薄膜、多层复合薄膜 等。吹塑产品如瓶子、罐、桶、盆子、大型工业中的 储槽及电缆护套等。注塑产品鲜花等。电缆料线及 电缆、电缆包皮、绝缘、交联材料以及电缆护套等。 优点是有良好的柔软性、延伸性、透明性、耐寒性 和加工性；其化学稳定性较好，可耐酸、碱和盐类水溶 液；有良好的电绝缘性和透气性；吸水性低。性质较柔 软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工 性能和耐低温性（可耐-70℃）。缺点是其机械强度、 隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。力学强度低于高密度 聚乙烯，防渗系数、耐热性和抗日光老化性差，在日光 或高温下易老化分解而变色，导致性能下降。 5.3 线性低密度聚乙烯 线性低密度聚乙烯主要应用于薄膜、注滚塑、片 材、电缆制品等领域。薄膜应用于饮料包装、速冻食 品包装、蒸煮食品包装、快餐食品包装等食品包装， 医药和化工等领域包装，农业大棚农膜等。注塑用于 生产废物箱、玩具和冷藏器具等。滚塑用于生产儿童 爬梯、滚塑废料容器、燃料箱和化学品槽罐等。片材 用作废渣填埋和废物池衬垫。 优点是韧性好、耐热、耐寒，具有良好的耐环境 应力开裂、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有 机溶剂等。硬度、拉伸强度、刚性等机械强度高于 LDPE，但低于HDPE。缺点是机械性能差，透气差， 易变形，易老化，易发脆。 LDPE拥有很好的耐酸、碱、盐溶液特性，且具有 良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和 耐低温性，特别是低温包装和电缆材料上应用较为广 泛。而HDPE和LLDPE在强酸、强碱、强氧化剂和有机 溶剂的介质环境中材质性能可以得到很好的发挥和利 用。HDPE、LDPE、LLDPE三种材料具有各种优良的 性能使其得到极为广泛的应用。 6 结束语 综上述分析，聚乙烯的生产工艺技术较多。聚乙烯 树脂的结构决定着其性能，性能决定着其用途。随着社 会经济的发展和现代工业化、信息化、城市化、农业现 代化的深入推进，居民消费结构的不断升级和生活水平的 提高，聚乙烯得到广泛的应用；促进着聚乙烯生产工艺、 催化剂、产品性能检测方法等技术的不断创新发展。 参考文献 [1] 张艳丽 . 低分子量聚乙烯的生产技术、 应用及其发 展 [J]. 化工科技市场， 2005（10） . [2] 金茂筑.聚乙烯催化剂及聚合技术[M].中国石化出版社 （上接第167页）