淺談0.9m復雜薄煤層綜采自動化技術實踐

摘 "要：利用網絡、自動控制、通信、計算機、設備工況檢測、故障診斷、電液控制及視頻技術，將0.9m復雜薄煤層采煤工作面設備信息的處理與采煤生產工藝過程控制有機結合，順利實現了順槽控制的綜采工作面自動化生產，對其他礦井薄煤層開采具有良好的示范意義。

關鍵詞：0.9m復雜薄煤層;綜采;自動化;實踐

中圖分類號：TD823.251 " " "文獻標識碼：A " " "文章編號：1674-3520（2014）-11-00-01

前言

我司所屬某礦井是1970年末始建的小型礦井，設計生產能力30萬噸/年。該礦經多次投資改擴建，采煤工藝由峒室采煤法逐步改為壁式炮采、機采、高檔普采，2012年5月改為綜合機械化開采，礦井的核定生產能力由30萬噸/年提升到60萬噸/年。該礦六采區東部，煤層厚0.8m—2.9m，平均厚度1.33m，傾角3°-5°，由于地處井田邊界，受風氧化帶影響，煤層頂底板松軟，煤層及基本頂含水，煤壁片幫事故多發，頂底板管理十分困難。自改為綜采以來，經過近兩年半的生產實踐，該礦掌握了一定的薄煤層綜采技術，井下生產環境、頂底板管理、原煤工效、勞動成本等比以前有了明顯改觀。但在生產實踐中也陸續發現不少問題，特別是有些區段既要順利回采1.2m的煤層，又要保障綜采支架的有效支撐，不得不割矸200mm—400mm，對生產效率和煤質影響較大。鑒于該礦剩余儲量約1/3煤層厚度在0.65m—1.45m，且區域內地質條件復雜，為了最大限度提高煤炭資源的回收率，延長礦井服務年限，并對公司其他礦井的薄煤層開采起到示范作用，公司決定在該礦開展0.9m復雜薄煤層綜采自動化技術應用項目。

一、工藝方案

（一）地質條件。該礦井剩余儲量可采煤層為2#煤層，煤層最大厚度為1.45m，最小厚度為0.65m，平均厚度為1.1m，部分1.3m以上的中厚煤層遭到小窯破壞，資源為近南北走向、向西傾斜的復式單斜構造，煤層呈現波浪起伏狀，煤層傾角3°—5°，頂板為6.0—6.5m棕黃色砂質泥巖和0.3m灰黑色砂質泥巖夾雜細粉砂巖，底板為4.5m深灰色泥巖、炭質泥巖和細粉砂巖，含有植物化石碎片。本區域有三個含水層，即（1）Q潛水含水層;（2）J1-2y砂巖裂隙承壓含水層;（3）T3y砂巖裂隙承壓含水層。煤層以上（1）、（2）兩個含水層是本區域的主要充水因素，最大涌水量0.12t/min，正常涌水量0.083t/min。

（二）工藝分析。目前國內薄煤層綜采技術發展已比較成熟，特別是在1.2m以上薄煤層采用滾筒采煤機開采尤為普遍。但在煤層厚1m以下開展綜采自動化成功的技術目前還未見公布。由于開采區域地質條件復雜，且擬開采最薄煤層厚度0.9m，對工作面的通風、采煤機截割及牽引部的強度、機面高度、支架調高及強度、裝煤效率、刮板運輸機、遠程控制等提出了較高的要求，如何有效解決以上問題，則是本項目成功的關鍵。

（三）技術方案。經對國內目前薄煤層采煤機進行研究，并結合井下實際，決定采用采煤設備：MG2×70/325-BWD型交流電牽引采煤機、ZY3400/07/16D型兩柱掩護式液壓支架、SGZ630/320型中雙鏈刮板輸送機、SZZ630/110型橋式轉載機、BRW315/31.5型乳化泵、BPW320/6.3型噴霧泵。現場實測技術參數交由廠家進行優化設計，采高范圍0.9m—1.4m。利用網絡、自動控制、通信、計算機、設備工況檢測、故障診斷、電液控制及視頻技術，將采煤工作面設備信息的處理與采煤生產工藝過程控制有機結合。項目研究的關鍵技術有采煤機記憶截割和自動調高技術，采煤機CAN總線通信技術，液壓支架電液控制技術，全煤壁連續監視技術，綜合監視、集中控制技術，風幕式主動防塵風罩技術，電纜自動收放技術等。

（四）工藝流程。

1、人工控制采煤機割煤，記憶示范刀。2、根據示范刀，進行記憶自動割煤。3、實現液壓支架的自動推移和刮板輸送機的自動推移;4、在記憶割煤基礎上，根據工況監測對采煤機進行有線遠程干預和控制。5、工作面有變化時另行進行人工干預。

二、結論

通過研究0.9m復雜薄煤層開采條件和設備配套，改進薄煤層綜采自動化生產工藝，增加記憶截割、自動調高等技術，該礦井歷時6個月，基本實現了順槽控制的綜采工作面自動化生產原煤。本項目的完成，有效提高了該礦資源回收效率，降低了職工勞動強度，提高了煤炭質量，降低了生產成本，對其他礦井薄煤層開采具有良好的示范意義。

作者簡介：尚現亮（1972——），男，河南魯山人，機械工程師和注冊安全師，現在陜西煤炭建設公司科技發展部工作。