基于滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術的研究

高立強

摘 要：在信息技術高速發展的當今社會中，自動化技術應運而生。煤炭產業是我國關鍵的民生行業，將自動化開采技術應用到媒體產業當中，能夠有效地提升煤炭產業的發展效率，降低人工成本投入?；诖?，在本文中針對滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術進行研究，分析關鍵的開采技術，并且對相應的自動化開采進行優化，希望相關的研究能夠為我國煤炭產業的發展帶來一定的幫助。

關鍵詞：滾筒采煤機；薄煤層；自動化開采技術；研究

中圖分類號：TD632.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0156-01

近年來，伴隨著我國煤炭開采技術的發展，基于滾筒采煤機設備在煤炭產業中廣泛的應用。其中以滾筒采煤機為基礎發展的自動化綜合采煤技術的研發與應用，在一定程度上促進了我國煤炭開采技術的機械化、自動化、數字化以及現代化的發展，為我國媒體開采技術的進一步研究打下了堅實的基礎。

1 薄煤層綜采機組的應用

當前，我國薄煤層綜合機組設備共有兩種類型，一種為刨煤機，另一種為滾筒采煤機自動化配套機組。以上兩種機組類型構成了我國煤炭產業開采環節中的重點設備體系，但是兩種綜合機組類型構成、功能以及設備優勢均不同。其中刨煤機的內部結構比較簡單、實際操作下比較方便，在具體的煤炭開采中應用能夠有效的實現設備的綜合控制。刨煤機設備機組通過控制地壓來進行煤炭的開采，設備作業下的能源消耗比較低。并且該種設備作業下所開采出來的原煤數量比較大、個頭大，設備實際工作環境比較好。從工作人員操作角度分析，工作人員在對設備進行操作中需要推動設備移動的次數比較少，工作強度不大。但是該種設備也存在著一定的缺點，首先，設備作業對于地質條件要求比較高；其次，頂板要穩定中等程度以上；第三，斷層間距小，所包含的硬質結核較低[1]。

與刨煤機性能相比，基于滾筒采煤機系統的優勢明顯，在薄煤層自動化開采中適應性比較強。第一，對于采煤層厚度的適應。滾筒采煤機系統能夠較好的適應于大工作面煤層中，并且能夠適應煤層厚度變化。滾筒采煤機系統能夠適應煤層頂板在實際作業中所產生的起伏變化；第二，在含有夾矸的煤層中適應性較高。滾筒采煤機能夠直接應用于包含于夾矸的煤層中作業，在工作面長度允許的基礎上，性能優于刨煤機作業；第三，由于我國薄煤層自動化煤層環節中，一直將滾筒采煤機應用破煤操作領域中，通過滾筒采煤機自身縱橫布置截割電動機的方式，提升設備運行效率[2]。

2 薄煤層自動化開采系統的功能分析

2.1 自動化控制系統

在薄煤層綜合采礦工作中，包含了三個方向的工作，分別為：三機聯動控制系統、供電供液系統控制、設備運行工況監測。在單機系統操作模式下，以上三個模塊共同的支配著液壓支架自動控制系統、刮板書動機自動控制系統以及電牽引采煤機自動化控制系統。在液壓支架自動化控制系統中，最為關鍵的就是基于集中控制模式下的遠程監控，實現無人控制，系統滾筒設備能夠逐步的完成雙向割煤控制模式。同時該種采煤機自動化控制系統在具體的操作模式下，能夠實現自動化的截割采高記憶聯想模式的自修正控制，并且在系統通信安全隔離下，應用相應的參數補償技術。在薄煤層實際開采中存在著很多難題，如上下煤層自動化人工開采難度大，因此，可以將自動化控制設備分為模塊，實現從機頭、機尾以及根部的階段性開采。同時自動控制系統能夠實現機頭、機尾的斜切割[3]。

2.2 液壓支架電液控制系統

在滾筒采煤機薄煤層自動化開采模式中，應用液壓支架電液控制系統，通過巷道集中控制單位，針對遠程數據傳輸系統進行綜合管理。該系統能夠通過MCU主控臺，對電源系統進行整體控制。其中在電源支架系統中包含了兩個支架控制器SCU，同時進行相應的數據傳輸，借助壓力傳感器調整支架控制器，調整閥門，實現液壓系統的直接作業。該系統出了通過電源進行間接控制，還可以數據傳輸實現閥組、液壓系統以及移位傳感器的直接控制。采煤機上設置有監測裝置，將采煤機位置信息發送到支架控制器中，根據系統所接收到的信息，推移刮板輸送機[4]。

2.3 刮板輸送機自動控制系統

基于刮板輸送機自動化控制系統在滾筒采煤機中的應用，主要是通過對采煤運輸量、運輸阻力、位置信息傳輸等環節的控制，將具體的參數傳遞到控制中心以及支架控制器當中，在負荷過載超標的基礎上，結合實際情況控制系統設備的整體移動速度。該控制系統在具體的應用中能夠實現刮板輸送機自動控制，并且在刮板輸送機的基礎上設定中部槽自動調斜裝置。該裝置設備的應用優勢在于能夠自動調節輸送機的姿態與高度，避免槽部結構出現不平整的情況，具體的應用能夠有效的提升鏟裝效果。

3 滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術優化方案

3.1 提升系統設備的裝煤效率

在薄煤層自動化開采過程中，應用滾筒采煤機設備雖然能夠實現作業要求，但是設備在具體的應用中也存在著一些干擾因素，如滾筒螺旋葉片尺寸要素對滾筒采煤機的裝煤效率產生較大的影響。因此，在應用滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術中，提升裝煤效率能夠對系統設備進行優化。具體的優化方式為：1）在傳統的裝煤系統中，多為但單向的裝煤模式，該種模式在實際應用中效率低，而滾筒式裝煤設備能夠實現雙向的裝煤作業，使得系統設備裝煤效率提升一倍以上。應用該種設備，可以應用采煤機搖臂下側結構，對犁板進行科學的設置，從而針對犁型裝置的角度進行調整；2）應用多輪推移刮板輸送方式，該種方式能夠直接與雙向裝煤設備進行銜接，在完善相關設備基礎上，保障鏟裝媒體實際效率能夠提升[5]。

3.2 應用大弧度結構形式

基于滾筒采煤機薄煤層自動化開采環節中，開采設備尺寸以及設備布置難點較多，為了提升設備的運行效率，需要改善設備尺寸布置格局。針對滾筒采煤機新結構的研究，充分的運用立柱結構、進口液的原理，在薄煤層開采過程中應用大弧度缸底與活柱物上腔外進液口的結構形式。針對電液控制閥的體積、尺寸，進行優化與改進，結合實際的薄煤層自動化開采實際過程，減小電液控制閥的體積。在實際應用中，能夠利用緊湊型扁平鏈與極薄煤層刮板輸送機鑄焊結構布置部槽。在做好以上的改進措施之后，基于設備尺寸的問題能夠有效的被緩解，并且確定相應的設備參數，采煤機裝機功率為237～711kW。最小機面高度為583mm，最小采高為0.5米[6]。

3.3 監測裝置抗污染問題

綜合采煤裝置在實際應用中，能夠在支架上增加攝像頭，反映到巷道控制中心中。在比較特殊的采煤作業環境中，需要有效的解決掉低照度條件下的防塵視頻監測裝置抗污染問題。目前，在傳統的薄煤層采煤系統中，采取的措施是在攝像頭前安裝防塵風罩，該種方式在風罩內部設置特殊的風道，保障壓風管道的實際風流能夠直接通過風道，最終形成渦流負壓風幕，有效的降低鏡頭上的塵霧消除。

4 結語

綜上所述，滾筒采煤機自動化開采技術的應用，能夠適應煤層頂板在實際作業中所產生的起伏變化，在工作面長度允許的基礎上，性能優于刨煤機作業。在本文中針對滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術進行研究，分析其不同的技術模塊，并且提出相應的技術優化對策。如，提升系統設備的裝煤效率、應用大弧度結構形式、監測裝置抗污染問題等。

參考文獻

[1]馬鴻.滾筒采煤機自動化與智能化技術在煤層開采中的應用[J].機械管理開發，2016，（05）：77-78+85.

[2]范生春.滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術的運用[J].山東煤炭科技，2015，（12）：64+67.

[3]蘇小立.采煤機仿形截割運動學分析[D].太原理工大學，2014.

[4]范映沖，鄧月華，王元奎，何興巧，楊凱.薄煤層綜合機械化開采技術研究及應用[J].煤炭科學技術，2014，（S1）：84-86+91.

[5]王鐵軍.基于動態精細建模的薄煤層采煤機廣義記憶切割技術研究[D].中國礦業大學（北京），2013.

[6]徐國強.前瞻科技，遙控未來薄煤層滾筒采煤機無人自動化工作面成套設備與技術[J].礦業裝備，2012，（04）：14-15.endprint