煤礦開采機(jī)械裝備及自動(dòng)化技術(shù)探討

邢佑明 梁昌偉 孫法東

摘 要：在中國，煤礦企業(yè)一直都是十分重要的，社會生產(chǎn)離不開煤炭資源，煤炭資源是社會生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿ΑＣ旱V企業(yè)在對煤炭資源進(jìn)行開采時(shí)會使用到一些非常有效的設(shè)備，這些設(shè)備會對開采工作起到一定的輔助作用。目前中國的煤礦企業(yè)在開采工作中經(jīng)常使用到的設(shè)備有液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等，近年來，在科學(xué)技術(shù)引導(dǎo)下，煤礦開采中的自動(dòng)化技術(shù)也取得了新的進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；機(jī)械裝備；自動(dòng)化

1我國煤礦開采中常用的機(jī)械裝備

1.1液壓支架

液壓支架是煤礦開采工作中至關(guān)重要的一項(xiàng)機(jī)械設(shè)備，液壓支架會利用液體的壓力，在礦井下產(chǎn)生支撐力，同時(shí)，液壓支架能夠自動(dòng)移設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)對井下頂板的支撐和保護(hù)，液壓支架是液壓動(dòng)力裝置的一種。我國把液壓支架從國外引進(jìn)經(jīng)過不斷的研究之后，設(shè)計(jì)出了屬于自己的液壓支架，從20世紀(jì)70年代開始，就已經(jīng)開始了對液壓裝置的研制工作，起初，我國從德國、英國等國家引進(jìn)了一批液壓支架，不斷地對其進(jìn)行研究，到20世紀(jì)90年代中期時(shí)，液壓裝置的研究已經(jīng)取得了巨大的成果。如今，我國早已掌握了液壓支架的制作技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行突破，現(xiàn)在可以生產(chǎn)出高端的液壓支架。液壓支架主要用于井下長壁工作面，液壓裝置的種類繁多，按照其不同的適用范圍，可以將液壓支架分為很多種。比如，按照煤層的傾斜角度對液壓支架進(jìn)行劃分，可以將液壓支架分為兩種，一種為一般工作面支架，另一種為大傾角支架。當(dāng)煤層的傾斜角度在8°-25°之間，就屬于緩傾斜煤層，這時(shí)使用一般工作面支架即可，當(dāng)煤層的傾斜角度在25°以上時(shí)，則屬于急傾斜煤層，這時(shí)需要用到的液壓支架就是大傾角支架。根據(jù)液壓支架采高的不同將液壓支架分為三種，第一種為薄煤層支架，一般來說，薄煤層指的就是厚度在1.3m以下的煤層，這時(shí)的1.3m指的是在地下開采的煤層厚度，露天開采時(shí)煤層厚度在3.5m以下時(shí)，也屬于薄煤層。第二種液壓支架叫做中厚煤層支架，當(dāng)?shù)叵麻_采的煤層的厚度在1.3-3.5m之間、露天開采的煤層的厚度在3.5-10m之間時(shí)，就需要使用中厚煤層支架。第三種為大采高支架，開采厚煤層時(shí)，需要使用這種液壓支架，在地下開采時(shí)，煤層的厚度若在3.5m以上，則屬于厚煤層，露天開采時(shí)，如果煤層的厚度在10m以上，也屬于厚煤層。

1.2采煤機(jī)

采煤機(jī)是煤礦開采工作中最為重要的一項(xiàng)機(jī)械裝備，沒有采煤機(jī)煤礦的開采工作將難以進(jìn)行，煤礦的開采效率也無法的到保障。采煤機(jī)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了煤礦開采的機(jī)械化，減輕了工作人員的工作壓力，大大提高了煤礦開采工作的效率。同時(shí)，也使得煤礦開采工作變得更加安全。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采煤機(jī)也不斷更新進(jìn)步，在我國，目前應(yīng)用的最為普遍的就是電牽引采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)在使用時(shí)，通過電機(jī)對采煤機(jī)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行牽引，在科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)之下，電牽引采煤機(jī)的性能和裝機(jī)功率與以往相比，有了較大幅度的提高。不僅如此，電牽引采煤機(jī)中的控制系統(tǒng)也日趨完善。目前，厚煤層的電牽引采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)裝機(jī)功率已超過3000kW，這對于煤礦的開采工作十分有利，電牽引采煤機(jī)強(qiáng)大的動(dòng)力使煤礦開采工作變得更加便捷，效率也更高。

1.3刮板輸送機(jī)

刮板輸送機(jī)也是煤礦開采工作中重要的機(jī)械裝備之一，刮板輸送機(jī)在運(yùn)作時(shí)，以刮板鏈作為牽引，在槽內(nèi)對煤炭進(jìn)行輸送。刮板運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)輸煤炭時(shí)，不僅可以進(jìn)行水平方向的運(yùn)輸，還可以實(shí)現(xiàn)傾斜運(yùn)輸，但在進(jìn)行傾斜運(yùn)輸時(shí)，必須保證煤層的傾斜角度在25°以下，當(dāng)刮板運(yùn)輸機(jī)沿著煤層傾斜面向下進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，煤層的傾斜角度要在20°以內(nèi)。若煤層的傾斜角度過大，在25°以上時(shí)，也可以繼續(xù)使用刮板輸送機(jī)，只是在使用時(shí)一定要在刮板輸送機(jī)上安裝好防滑裝置，避免在輸送煤炭的過程中發(fā)生危險(xiǎn)。

2煤礦機(jī)械開采的發(fā)展方向

2.1 面向自動(dòng)化

在當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展勁頭勢不可擋，煤礦開采一定要與計(jì)算機(jī)相聯(lián)系，這是現(xiàn)代煤礦開采的總體趨勢。煤礦開采的更大規(guī)模、更加規(guī)范的要求，促使煤礦開采需要進(jìn)一步提高開采速度與效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，煤礦機(jī)械需要突破創(chuàng)新，將計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)融入到煤礦開采中，機(jī)械自動(dòng)化可以很好的保證煤礦開采的穩(wěn)定性，而且自動(dòng)化還具有很好的故障檢測排除系統(tǒng)，快速解決故障問題。

2.2 加快設(shè)備換代

在我國煤礦機(jī)械開采設(shè)備研發(fā)周期過長的現(xiàn)狀下，機(jī)械開采設(shè)備更新的速度過慢，相比于國外30天的研發(fā)周期，我國的20個(gè)月的研發(fā)周期太長了，在煤礦機(jī)械開采發(fā)展中，產(chǎn)品的更新速度需要進(jìn)一步的提升。煤炭行業(yè)中，機(jī)械是必不可少，所以一個(gè)企業(yè)的機(jī)械開采設(shè)備的好壞會直接影響到整個(gè)企業(yè)的生存和發(fā)展，只有不斷的提升企業(yè)的設(shè)備更新速度，才能讓整個(gè)企業(yè)跟上時(shí)代的發(fā)展。在煤礦機(jī)械開采設(shè)備的研發(fā)速度跟上國際的研發(fā)速度之后，企業(yè)更加需要去吸收和應(yīng)用先進(jìn)的開采技術(shù)，形成一種可持續(xù)發(fā)展的勢頭，企業(yè)的設(shè)備更新速度要盡可能的跟上設(shè)備的研發(fā)速度，增強(qiáng)企業(yè)生命力。

2.3 形成技術(shù)突破創(chuàng)新

大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新，終歸創(chuàng)新才是發(fā)展的原動(dòng)力，煤礦開采的機(jī)械設(shè)備也是一樣的，需要不斷的對產(chǎn)品設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新，除了硬件之外，還有煤礦機(jī)械開采企業(yè)的軟件。企業(yè)要不斷的做好機(jī)械設(shè)備等等的整理分析工作，同時(shí)，作為政府，需要鼓勵(lì)科研單位與企業(yè)共同研發(fā)，攻克技術(shù)上的難題，盡可能的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。在企業(yè)的管理方面，企業(yè)需要對自身的管理結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度審視，在機(jī)械設(shè)備不斷更新?lián)Q代的同時(shí)，企業(yè)內(nèi)部技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，對產(chǎn)品的維護(hù)等等都需要跟進(jìn)。

3煤礦開采中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1在液壓支架控制中的應(yīng)用

目前，自動(dòng)化技術(shù)在液壓支柱控制中起到了非常積極的作用，在自動(dòng)化技術(shù)的帶領(lǐng)之下，實(shí)現(xiàn)了對液壓支架的自動(dòng)化控制，擺脫了以往人力操縱的模式，可使液壓支架自動(dòng)進(jìn)行升降。煤礦企業(yè)會建立一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，能對各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)液壓架需進(jìn)行調(diào)整時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會對調(diào)整內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上自動(dòng)對液壓支架進(jìn)行調(diào)整，這在減輕工作人員工作量的同時(shí)，也極大地提高了工作的可靠性。

3.2在采煤機(jī)中的應(yīng)用

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了對采煤機(jī)的自動(dòng)化控制。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)之后，采煤機(jī)能對巖層進(jìn)行自動(dòng)識別，比如，在采煤機(jī)的行進(jìn)過程中能對煤層進(jìn)行判斷，判斷出煤層屬于哪一種厚度，此外，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還實(shí)現(xiàn)了對采煤機(jī)的自動(dòng)控制，工作人員甚至可以對采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。當(dāng)采煤機(jī)存在故障隱患或發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并對故障部位進(jìn)行定位，工作人員可及時(shí)、精準(zhǔn)地對故障進(jìn)行解決。

3.3在刮板輸送機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使刮板輸送機(jī)的性能得到了提升，刮板輸送機(jī)能自動(dòng)對其電機(jī)進(jìn)行溫度檢測，還能對運(yùn)輸帶進(jìn)行檢測，省去了人工檢測的步驟，使結(jié)果更加準(zhǔn)確，為刮板輸送機(jī)的安全運(yùn)行提供了保障。

4結(jié)語

煤礦企業(yè)在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，要對機(jī)械裝備進(jìn)行合理應(yīng)用，應(yīng)用時(shí)，還要注意及時(shí)對機(jī)械裝備進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)，煤礦企業(yè)還要積極創(chuàng)新，重視自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，用自動(dòng)化技術(shù)來帶動(dòng)煤礦開采工作的進(jìn)步，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王健.煤礦開采機(jī)械中的自動(dòng)化技術(shù)研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017，32（03）：110-111.

作者簡介

第一作者：姓名：邢佑明 身份證號：370481197505122253

第二作者：姓名：梁昌偉 身份證號：370481197609052237

第三作者：姓名：孫法東 身份證號：370481197209232319

（作者單位：漢諾聯(lián)合集團(tuán)有限公司）