談煤礦采煤技術的發展與自動化技術的應用

白會瓊

宣威市煤炭工業局，云南宣威 655400

隨著我國網絡信息技術的快速發展和廣泛應用，煤礦企業在采煤作業中也加大了自動化技術的應用，采煤作業的整體技術水平明顯提高。很多煤礦企業都開展了信息化礦山的建設工作，在此過程中，將自動化技術設備科學合理地應用到采煤作業的各個環節中不僅是煤礦企業信息化建設的重要內容之一，而且也標志著我國的煤礦行業在逐步實現現代化的發展。而自動化技術的應用為煤礦企業的生產和管理提供了技術平臺，對于提高煤礦采煤作業的效率、保證采煤作業的安全性都具有十分重要的作用。因此，煤礦企業要高度重視自動化技術的應用，在采煤作業的采掘以及運輸等各工序中充分地利用自動化的信息技術和設備，提高企業的核心競爭力，為煤礦企業創造更大的經濟效益和社會效益。

1 我國煤礦采煤技術的發展分析

1.1 我國煤礦行業的發展現狀

近年來，隨著我國經濟的發展和科學技術水平的提高，在煤礦開采中也擴大了自動化技術的應用范圍，特別是在放頂煤、較薄煤層以及全高長壁作業面的開采工作中，通過自動化技術的應用，其產值得到了明顯的提高。

直到20世紀的80年代，我國的采煤作業的技術設備水平都還很落后，無法對一些難度較高的煤層進行有效開采。但近年來我國的自動化綜采技術以及相關的采煤機械的工藝水平都取得了明顯的進步，采煤技術在不斷向自動化、信息化和智能化的方向發展，落后產能被逐步淘汰，有力地促進了煤礦行業的轉型升級。

1.2 煤礦行業自動化綜采技術的發展

1.2.1 綜采技術向無人操作以及遠程控制方向發展

隨著我國網絡信息技術的發展，煤礦行業廣泛使用了自動化機械設備，而施工危險比較高的采煤作業也在向著自動化、無人化方向發展。目前，在采煤的自動化機械設備中，其自動化技術的應用主要體現在能夠自動控制采煤機械的行進方向以及自身位置，并能夠自主根據傳輸設備的當前荷載調節采煤機械的作業速度，此外，還可以自動調取切割面的相關數據，通過遠程監控設備以及聯動裝置自動采集以及記錄檢測數據。自動化采煤機械主要包括自動化的刮板輸送設備、自動化采煤機以及自移液壓支架等。自動化刮板輸送設備是采煤作業中最重要的綜采設備，其不僅能夠對開采出的煤礦進行自動運送，同時也為采煤設備以及自移液壓支架提供了移動軌道以及支點支撐。

1.2.2 自動化綜采設備的結構特點分析

在自動化綜采設備中主要采用的是橫向的多電機布局，同時采用了具備變頻調速功能的機載式無鏈軌道牽引，其供電系統采用的是雙電纜方式，并通過計算機對其進行控制操作，而且在顯示屏幕上能夠直接以中文輸出運行狀態以及故障檢測的結果。由于綜采設備的各主要部分都能夠進行獨立安裝，部件間并不存在連接以及東路傳遞關系，因此，其具有比較高的剛性和強度。同時其搖臂部分擁有強大的輸出功率，且輸出軸能夠低速運轉。此外，該設備的牽引系統采用的是無鏈式銷排裝置，不僅能夠滿足設備運轉所需要的牽引力，而且能夠保證設備的運行更加穩定，提高了采煤及的適應性，使其能夠在起伏比較大的底板上進行作業。

1.2.3 自動化綜采設備的工藝特點

自動化綜采設備的主要工藝特點是加強了對綜采作業面上下端的構建，從而提高了挖掘的速度。例如，在中厚或者比較厚的緩慢傾斜煤層進行開采時，中小型煤礦企業主要使用的是短壁綜采設備，而大型煤礦企業在對面積較小的回采區進行開采時也會使用此類設備。

另外，隨著煤礦企業不斷向節能型方向發展，也開始積極采用了一些成套的節能型自動化綜采設備，通過對回采巷道開展機械化作業，優化了巷道的布局，提高了通風系統的性能。同時增加了綜采作業面的長度，提高了采煤設備的一刀割量，并且簡化了端頭和進刀工序，有效地提高了采煤的產量。

2 自動化技術在煤礦采煤作業中的應用分析

2.1 在煤礦采煤作業各個生產環節中應用自動化技術

我國的煤礦企業通過不斷學習借鑒國際上的先進的技術，并在煤炭生產的各個關節中都加大了自動化技術以及機械設備應用，使我國煤炭行業的自動化水平得到了全面的提高。但是也必須看到，煤礦企業在應用自動化技術進行采煤作業時還存在很多問題，需要在實踐中不斷積累經驗，積極應用各種信息化技術，并對自動化技術的應用進行完善和創新，從而提高煤礦的生產效率，盡快完成行業的轉型升級。

2.2 自動化控制系統的應用

目前煤礦企業在采煤作業中加強了自動化控制系統的應用，同時自動化系統也在逐步向智能化方向發展。以采煤自控系統為例，通過自控技術的應用能夠對采煤設備的運行狀態進行實時監測，從而技術對采煤機的故障隱患發出預警，并可以實現在線診斷。通話自控系統還可以通過遠程監控設備來控制綜采作業面上的各種機械設備，這樣液壓支架就可以在自控系統的控制自動移動到作業點，而采煤機不僅可以準確掌握煤層的變化情況對割煤量進行調節。此外，自控系統還可以根據煤層的硬度來對采煤速度進行相應的調節，并自控監測液壓系統的實時壓力狀況以及受力點的狀態等。

2.3 某煤礦在采煤作業中對自動化技術的應用實踐

某煤礦的煤層地質條件比較復雜，具有高低壓以及高低溫等特點。同時其煤層的結構中包括了復合頂板、炭質泥巖以及泥巖夾矸等成分，而且在頂部還有泥巖以及粉細砂巖存在。煤礦采煤主要采用深井作業方式，在采煤作業中應用了大量的自動化技術裝備。

2.3.1 自動化設備的選擇

該煤礦企業根據其煤層特點以及企業的經濟實力，主要選擇了國產的自動化技術以及機械設備，并根據采煤作業需要，適當地引進了一些進口的配套設備，對現有采煤設備進行了信息化以及自動化的技術改造，有效地整合了國內外的技術裝備。其中，包括對采煤設備以及液壓支架的改造，提高了刮板輸送設備、輸煤機、液壓支架以及減速箱等全套機械設備的自動化和信息化水平，從而使采煤作業更加安全高效，同時也提高了自控系統的穩定性以及可靠性。在該煤礦的綜采作業面上，主要應用了自動化輸送裝置、自動化電液支架、自動破碎機、自移式轉載設備以及能夠自動進行變頻調速的采煤設備。

2.3.2 自動化監控設備的應用

在回采作業面的施工中，該煤礦通過PLC技術的應用，實現信息共享，并通過集成自控系統的方式提高了各種機械設備之間的協調性。通過機載信息設備與外界的信息傳輸提高了監控系統的覆蓋面積和監控操作的有效性，從而實現了回采作業的無人值守。

該煤礦企業在自動化的監控系統中主要通過自動通信系統來進行信息傳輸，同時以PLC技術為核心，對作業面的各種自動化信息設備進行集成控制。在自動化通信系統中主要采用的是總負荷中心的結構方式，其主要構成包括泵站PLC、交換站以及集成系統等。這一系統具有很高的穩定性，而且便于維護管理，不僅提高了對采煤作業輸送設備的監測能力，也使得自動化控制系統更加穩定可靠。此外，在該煤礦的自動化通信系統中，其接口以及通信協議都采用了統一的工業技術標準，從而實現了遠程的故障診斷以及通訊訪問。

2.3.3 自動化控制系統的實際應用流程

首先，自控系統將采煤機等設備所獲得數據信息向地面控站的計算機進行傳輸。然后，通過自動化控制或者采用人工控制的方式，利用PLC進行編程，并發出信息指令，這樣就能夠及時發現設備中故障因素，從而提高設備的使用率，減少設備故障對采煤作業的影響。同時，礦井通過自動化的綜合性網絡通信，能夠及時地將監控數據傳輸給控制中心，并實現了煤礦的信息化建設。而位于地面的指揮中心能夠通過終端設備中顯示的圖像以及文字信息及時掌握采煤作業的進展狀況和機電設備的運行情況。通過自動化控制系統的應用，使該煤礦采煤技術的自動化水平得到了全面的提高。

3 結語

隨著我國科學技術水平的不斷提高以及網絡信息技術的廣泛應用，煤礦企業也應在采煤作業的各個環節中加強先進的自動化技術設備的應用，并在實踐應用中不斷對自動化技術進行改進和創新，從而進一步提高采煤的效率，并更好地保證采煤作業的施工安全，只有這樣才能全面提高我國煤礦企業的現代化水平，增強煤礦企業的核心競爭力，使煤礦企業在激烈的市場競爭中實現企業的生存與發展，為企業創造更大的經濟效益和社會效益，并為我國的經濟建設以及社會生活提供更加可靠的能源保障。