煤矿综采工作面自动化技术的应用研究.pdf

科学管理 252 2020年第8期 煤炭资源作为我国能源资源中的重要组成，目前 尚未有任何能源资源可以替代煤炭资源的应用，所以 当前煤炭开采行业的发展仍处于较为稳定的阶段。而 作为煤炭开采的主要基础环节，综采工作面所体现出 的技术水平，会直接影响到企业煤炭生产的质量、效 率以及安全。 1 综采工作面自动化现状分析 综采工作面是煤炭企业进行煤炭开采的基础环 节，也是整体采煤过程中最为复杂和困难的环境。而 综采工作面中汇集了企业大部分机械设备，铜鼓设备 之间的相互协作，实现对煤炭资源的有效开采。但是 在具体开采过程中，其设备单独工作无法产生任何效 果，并且在设备运行期间，其地质环境因素会影响到 设备的实际运行效果。而大部分综采工作面中，所使 用的机械设备超过200台，其中具体包括采煤机、液压 支架、破碎机、刮板输送机、转载机等设备。而随着 自动化技术的不断优化与升级，其中部分地质条件良 好的综采工作面，应用自动化技术可以实现煤矿开采 的自动化[1]。 2 自动化技术在综采工作面的应用 纵观现阶段自动化技术在综采工作面的应用，主 要是结合定位、监控、通信、传输等技术，实现对综 采工作面中各种机械设备进行远程控制与指挥，进而 实现对煤炭开采效率和质量的提升，并保障工作人员 的生命安全。 2.1 系统设备组成 综采工作面中主要设备组成包括（1）主采机 组。其中包括液压支架设备、采煤设备、刮板设备、 乳化液泵站等。（2）转载运输设备。转载运输设备主 要包括破碎设备、转载设备、传输带设备等。综采工 作面中不同设备所起到的作用各不相同，其中液压支 架设备起到固定与支护的作用，而应用于综采工作面 的支架设备型号、种类较多，应用于不同位置可以发 挥出不同的效用。例如应用端头支架设备，则可以起 到端头空间巷道围岩有效支护的作用，超前支架的应 用则可以起到超前支护两侧巷道的作用[2]。而乳化液泵 站设备的存在则是起到动力提供的作用，可以有效为 支架设备进行动力提供，而其中喷雾泵站则是起到提 供喷雾压力水和冷却水的作用。另外，输送机设备的 应用，则是起到运输的作用，可以在综采工作面中进 行自由移动，属于移动式设备。而破碎机的应用则是 进行煤炭资源的破碎，将工作面开采出的煤炭资源进 行破碎，然后转载至刮板输送机进行运输。 2.2 自动化系统构成 综采工作面中自动化系统的组成包括自动控制 系统、计算机系统、故障诊断系统、传感器系统、设 备工况检查系统、电液控制系统、集中控制系统、直 线控制系统等，实现对自动化技术的综合应用，并为 综采工作面自动化开采的进行提供技术保障。而在具 体开展中，综采工作面自动化技术的应用重点体现 为刮板机直线推进技术、自动采煤技术、故障诊断 技术、支架电液控制技术、煤层、岩石分界技术、工 况检测技术、顺槽控制技术等[3]。 3 综采工作面作业自动化 3.1 采煤机自动化控制 针对综采工作面作业的开展，其中采煤机的运行 依托于自动化技术的应用，并通过对采煤机进行预先 参数的设定，以此来确保采煤机在作业期间自动运 行。而针对采煤机的自动化控制，主要包括滚筒控制 与牵引控制。在实际采煤期间，若采煤机进行第一刀 割煤，此时采煤机会进行技术参数的存储和调整，然 后与后续开展作业的参数进行分析比对，进而实现对 技术参数的限制与控制，达到切割规定存储尺寸的煤 块。 3.2 运输机负载自动化控制 在运输机实际运行期间，自动化技术的应用可以 实现工作人员利用电机运行电流的变化来学确定运输 机的负载变化。与此同时，在自动化控制过程中，通 过对刮板链条受力大小的变化，可以实现对运输机负 载变化情况的明确。基于此，依据电流变化、刮板链 条受力变化来清除明确运输机准确负载情况，进而再 结合自动化技术的应用，实现对采煤机工作效率的调 整，进而对落煤量进行合理控制。此外，自动化技术 的应用，可以实现运输机在运行期间，若出现电流过 大或者是链条受力过大的现象，可以第一时间利用控 制系统进行信号的发出，促使采煤机的工作效率进行 合理调整。 3.3 液压支架自动化控制 针对液压支架的自动化控制，其主要原理为才采 煤机信号的收集，在实际运行期间，通过对采煤机位 置的确定，以此为依据进行推溜和移驾，进而实现液 压支架进行运动的能力。而采煤机在具体运行期间， 会配备相应的红外线发射装置，通过对红外线信号的 发射，使得液压支架控制设备进行信号的接受，接着 通过控制中心进行移动动作信号的发布，此时电液控 制系统会依据相应移动指令进行液压支架的移动。通 常情况下，企业针对电液控制系统的应用，会使用 煤矿综采工作面自动化技术的应用研究 王克泰 汾西矿业集团贺西煤矿 山西 柳林 033300 摘要作为煤炭生产中的重要组成，煤矿综采工作面为重要基础环节，在具体开采期间存在较大的复杂性和困难性。 而结合对自动化技术的有效应用，实现煤矿开采效率与质量的大幅度提升，并提升综采工作面的安全性。 关键词自动化 综采 应用 工作面 （下转第294页） 科学管理 294 2020年第8期 化，并对所记录的结果进行全面分析，组织相关的人 员对煤矿矿建工程执行进行评价，建立完善的工程信 息系统，通过执行评价和系统查看及时发现施工过程 中存在的问题，并对其进行改进。当煤矿矿建工程施 工遇到紧急情况时，还要通过相关组织人员的商讨和 数据分析及时对工程施工进度进行调整，让工程施工 得以顺利实施。 3.3 煤矿矿建工程施工后期的质量控制措施 到了煤矿矿建工程施工后期，虽然工程已接近结 尾，但质量控制对其来说还是难点问题。煤矿矿建工 程大多是在干燥的环境中进行施工的，施工过程中工 程整体受力不均匀，到了后期就会出现各种各样的 质量问题，比如说钢筋移位、混凝土强度变化等，对 此，为了提升煤矿矿建工程的整体质量，当工程施工 接近尾声时，施工人员需要使用无损检测仪器检查钢 筋的位移情况，一旦发现位移情况就要马上报告，采 取相应的措施进行解决，同时还要利用超声波探测技 术对不同区域的混凝土强度进行探测，保证煤矿矿建 工程质量不受到混凝土强度变化的影响。 3.4 其他方面的煤矿矿建工程施工质量控制 此外，除了在煤矿矿建工程施工前期、施工中 期、施工后期进行质量控制之外，工程施工企业还可 以通过建立完善管理机制、实现模式管理的方式来实 现工程施工质量控制，以相应的管理制度和管理方式 降低工程施工的难度，提高煤矿矿建工程质量。首 先，煤矿矿建工程企业要从自身实际情况出发制定管 理制度，提高工程施工管理的水平，将工程质量管理 工作当做企业发展运营的首要目标，时刻进行工程质 量管理。在相关管理制度制定后，要实行试点作业确 保制度的完善性，没有任何疏漏之处才可以进行推广 使用。同时，还要以模式化的管理来控制工程成本问 题和质量安全，对工程自建模式管理进行不断优化， 加强对工程质量安全的控制。 4 结束语 煤矿矿建工程质量对煤矿生产效益和安全来说极 其重要，因此在工程施工过程中要采取相关的措施对 工程质量进行严格控制，从根本上提高煤矿矿建工程 的施工质量，为煤矿作业提供安全的工作环境，促进 煤矿产业的发展。 参考文献 [1] 赵亮亮 . 如何加强煤矿矿建工程施工质量控制 [J]. 山东煤炭科技， 2016（7） 197-200. [2] 李旭川 . 如何加强煤矿矿建工程施工质量控制 [J]. 中文科技期刊数据库 （引文版） ， 2016（27） 61. [3] 黄涛 . 如何加强煤矿矿建工程施工质量控制 [J]. 山 西建筑， 2017（7） 209-210. （上接第252页） PM4控制器。 3.4 故障诊断系统 在综采工作面运行期间，自动化技术的有效应用 可以实现对自动故障检测系统的设置，应用于综采工 作面，可以实现对机械设备运行期间出现的故障和问 题及时发现，并采取合理的措施进行解决，以此保障 综采工作面的机械设备的稳定、安全运行。在现阶段 故障诊断系统应用过程中，随着自动化技术的愈发完 善，促使智能检测技术的应用愈发成熟，结合对自动 调链装置、可控驱动装置的应用，再加上专家故障诊 断的配合应用，实现综采工作面的出现机械设备故障 几率的降低，从而大幅度提升综采工作面的自动化开 采效果。 3.5 灾害预测系统 纵观现阶段综采工作面作业的开展，其中地质灾 害问题时有发生，不仅影响到工作面的安全，对煤炭 开采工作的开展也会产生较大的影响。而针对自动化 灾害预警系统的应用，可以实现对传感器设备的应 用，对煤层厚度、构造分布、顶板结构、异常地质进 行监测和监控，并定期将检测信息传送至控制中心， 而利用预测评价软件、地质信息处理软件，可以实现 对地质情况的有效判断和明确，进而为综采工作面提 供保障。 4 结束语 综上所述，自动化技术在煤炭综采工作面中的应 用，实现企业综采工作面作业安全性的保障，并大幅 度提升综采工作面煤炭开采效率和质量的提升，降低 机械设备出现故障问题的几率。基于此，企业需侧 重对综采工作面自动化技术的应用进行不断创新与升 级，以此满足企业现代化发展不断提升的需求，保障 综采工作面作业的高质量开展。 参考文献 [1] 王洪敏， 安铁林， 谢高辉 . 综采工作面自动化技术应 用研究 [J]. 科技创新导报， 2013（11） 11. [2] 张腾宙 . 自动化安装技术在挖金湾煤矿中的应用研 究 [J]. 能源与节能， 2018， No.155（08） 103-104. [3] 李芳磊， 王会学 . 煤矿机电自动化技术的创新应用 研究 [J]. 技术与市场， 2016（9） 98-99.