試論綜采工作面自動(dòng)化采礦技術(shù)的應(yīng)用

雷 衛(wèi)

（威寧自治縣自然資源局，貴州 威寧 553100）

在進(jìn)入全面礦產(chǎn)開(kāi)采的階段，大幅度加入機(jī)械化設(shè)備的使用，盡力降低人工作業(yè)，進(jìn)而改善生狀況，提高安全系數(shù)。而對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的使用，就是在原有基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)手段控制機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作，進(jìn)一步的解放了人的雙手，降低相應(yīng)工作人員的各種強(qiáng)度，還有利于提高工作效率，改善采礦質(zhì)量。

1 機(jī)械自動(dòng)化采礦技術(shù)概述

隨著社會(huì)的進(jìn)步，國(guó)家對(duì)各行各業(yè)的安全更為重視，尤其是比較危險(xiǎn)的行業(yè)，比如采礦業(yè)。對(duì)此，相關(guān)的技術(shù)人員力求減少人工作業(yè)量，從根本上降低安全事故的出現(xiàn)，為此，加速了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)與使用。關(guān)于機(jī)械自動(dòng)化工作面，其使用自動(dòng)化技術(shù)主要涉及以下幾方面，其一，工作面三機(jī)，包括轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、工作面運(yùn)輸機(jī)等；其二，集中控制技術(shù)；其三，液壓支架電液控制技術(shù)；其四，采礦機(jī)記憶自動(dòng)割礦技術(shù)；其五，采礦機(jī)支架聯(lián)動(dòng)技術(shù)；其六設(shè)備工況檢測(cè)技術(shù)等[1]。基于開(kāi)采技術(shù)的不斷的更新，這些技術(shù)在實(shí)際中使用的比較多，已逐步趨向完善。

具體而言，這些技術(shù)的進(jìn)步體現(xiàn)在以下幾方面。首先，對(duì)于采礦機(jī)而言，又有的液壓牽引已不足以滿(mǎn)足產(chǎn)生需求，如今比較流行的是交流變頻電牽引。其次，對(duì)于工作面運(yùn)輸機(jī)而言，原有的雙速電機(jī)逐漸被淘汰，如今投入使用的是TTT軟啟動(dòng)、以及變頻電機(jī)軟啟動(dòng)[2]。對(duì)于液壓支架而言，原有的手動(dòng)控制很少應(yīng)用，更為流行的是電液控制。最后，對(duì)于采礦工藝的監(jiān)控方面也獲得了很大的進(jìn)步，比如微機(jī)監(jiān)控等技術(shù)使用越來(lái)越廣泛了。總之，如今的綜采工作面自動(dòng)化采礦技術(shù)應(yīng)用的越來(lái)越多，有利于進(jìn)一步提升采礦效率。

2 機(jī)械自動(dòng)化采礦技術(shù)的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到采礦機(jī)上

對(duì)于綜采工作面而言，自從電牽引采礦機(jī)的引用，在很大程度上促進(jìn)了其自動(dòng)化程度的加深。20世紀(jì)70年代，美國(guó)就率先研制出了電牽引采礦機(jī)，該機(jī)器隸屬于1LS多電機(jī)模式。此后，其他國(guó)家也研制出了對(duì)應(yīng)的機(jī)器，比如日本。德國(guó)等。我國(guó)深入研究了其他國(guó)家的采礦機(jī)，并結(jié)合本國(guó)情況進(jìn)行調(diào)整，最終研制出了適應(yīng)我國(guó)生產(chǎn)狀況采礦機(jī)。如今，對(duì)于國(guó)內(nèi)綜采工作面，主要依據(jù)的設(shè)備就是電牽引采礦機(jī)。目前，有多廠(chǎng)家都自主研究了采礦機(jī)，并取得了一定的成效。具體而言，有這幾家工廠(chǎng)在進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新。其一，關(guān)于上海分院，其研究的MG系列采礦機(jī)進(jìn)一步發(fā)展，如今已經(jīng)擴(kuò)展到幾十個(gè)品種；其二，針對(duì)太原礦山機(jī)器廠(chǎng)，其與上海分院合作，研制出了MG375/830WD型機(jī)械[3]；其與兗州礦業(yè)合作，研制出了MGTY400/900-3.3D型機(jī)械，這兩種采礦機(jī)都屬于交流電式的。其三，對(duì)其與上海分院合作，研制出了MG300/360-WD型機(jī)械，該機(jī)械是有液壓式的采礦機(jī)改造的。其四，對(duì)于遼源采礦廠(chǎng)，其與邢臺(tái)礦業(yè)合作，研究出了MG668-WD型采礦機(jī)，該機(jī)械使用的技術(shù)是電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速。其五，對(duì)于無(wú)錫采礦廠(chǎng)，其與中紡機(jī)電研究所一同工作，研究出了MG200/500-CD型機(jī)械，其使用的技術(shù)是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速[4]。此外，還有許多電牽引式采礦機(jī)不斷問(wèn)世。該機(jī)械的出現(xiàn)，為采礦業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了很大的便利，有利于提高我國(guó)采礦業(yè)的技術(shù)水準(zhǔn)。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到工作面液壓支架中

對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)，電液控液壓支架是一個(gè)比較重要的應(yīng)用。關(guān)于這一方面技術(shù)的研究，國(guó)外發(fā)展的比較有優(yōu)勢(shì)，比如美國(guó)、德國(guó)等，其使用的壓支架裝有故障診斷預(yù)警裝置，借助這一設(shè)施，可以很好的完成該支架與其他設(shè)備的協(xié)同工作，例如刮板機(jī)、采礦機(jī)等。我國(guó)對(duì)于這一技術(shù)的研究時(shí)間比較短，直到1995年，才研制出了第一臺(tái)壓支架，雖然此后也不斷研制出了壓支架控制系統(tǒng)，不斷研制出了對(duì)應(yīng)的設(shè)備，但仍然有很大的進(jìn)步空間，比如，大部分系統(tǒng)處于初級(jí)階段，有待進(jìn)一步優(yōu)化，特別是成組程序控制、單架方面。基于這一情況，國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)不斷加大自主研究力度，并加大與其他企業(yè)的合作力度。首先，對(duì)于鄭州礦業(yè)機(jī)械物業(yè)而言，其與德國(guó)公司合作，比如蒂芬巴赫、DBT公司等，借助這一優(yōu)勢(shì)，其引進(jìn)了先進(jìn)電液閥，該設(shè)備的引進(jìn)可以有公司生產(chǎn)的壓支架聯(lián)合起來(lái)工作。關(guān)于這些設(shè)備，其已經(jīng)應(yīng)用到晉城礦業(yè)集團(tuán)實(shí)際使用中，比如ZY4400/9021機(jī)械，其主要針對(duì)薄層礦；還有ZY8640/25.5/55壓支架，其針對(duì)大采高掩護(hù)。此外，該企業(yè)研制的ZY7600/22/45,ZY9400/28/62壓支架設(shè)備，水平比較高，已經(jīng)趕超了世界水準(zhǔn)。對(duì)于后一種設(shè)備，其高度可達(dá)6.2m，還是兩柱掩護(hù)式的。其次，關(guān)于天地瑪珂電液企業(yè)，其研制出了SAC型、ZF21000/25/45D控制系統(tǒng)，其在2012年投入使用，使用對(duì)象是伊泰京粵酸刺溝企業(yè)。對(duì)于這一設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)，不論是使用效果方面。還是診斷維修方面，該機(jī)械的性能比較好，可以滿(mǎn)足世界水準(zhǔn)。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到工作面運(yùn)輸機(jī)上

在礦業(yè)運(yùn)輸方面，長(zhǎng)壁工作面輸送機(jī)是比較重要的，其既是運(yùn)礦設(shè)備，還是采礦ji4運(yùn)行軌道。如今，隨著礦業(yè)的發(fā)展，其需求量不斷增大，與此同時(shí)，輸送機(jī)的各方面屬性也發(fā)生了一定的變化，比如槽寬數(shù)據(jù)越來(lái)越大，其直徑也處于不斷增大的狀態(tài)。關(guān)于這一方面，德國(guó)生產(chǎn)了比較典型的設(shè)備，即MTA-42-3＊1000型設(shè)備，其屬于刮板式輸送機(jī)，還是可彎曲的，該設(shè)備最大功率2250kW，中部溜槽款1342mm,使用的雙邊鏈直徑為423mm,其運(yùn)輸能力比較強(qiáng)，一小時(shí)可以運(yùn)輸4500噸貨物。對(duì)于工作面輸送機(jī)，其原有的啟動(dòng)方式是借助雙速電機(jī)完成，如今該技術(shù)應(yīng)用的比較少，大部分都在采用調(diào)速型液力耦合器、或者是CST系列調(diào)速等。同時(shí)，借助一定的設(shè)備的應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟啟動(dòng)，對(duì)于這一方面，比較常用的機(jī)械有兩種，一種是液力耦合器，比如TTT調(diào)速型；另一種是變頻電機(jī)，關(guān)于這一設(shè)備的使用，是通過(guò)變頻調(diào)速原理起作用的。此外，在實(shí)際的生產(chǎn)使用中，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械的監(jiān)控力度，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)輸機(jī)電機(jī)負(fù)荷狀態(tài)，自動(dòng)干預(yù)采礦機(jī)，主要是其牽引速度方面，一旦負(fù)荷比較大，出于運(yùn)輸機(jī)安全使用的考慮，要限制牽引速度；當(dāng)負(fù)荷比較小時(shí)，可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)提升牽引速度。另外，關(guān)于刮板運(yùn)輸機(jī)而言，其電信號(hào)的傳遞方式，主要是借助開(kāi)關(guān)組合、以及系統(tǒng)控制等手法，引導(dǎo)電流信號(hào)流向采礦機(jī)，其在接收信號(hào)之后，會(huì)通過(guò)控制信號(hào)的手段，主動(dòng)改變牽引速度，以保證運(yùn)輸機(jī)正常運(yùn)作。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)采礦業(yè)中，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的比較多，該技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，有利于生產(chǎn)質(zhì)量、以及產(chǎn)量的提升，還提高了該行業(yè)的安全度。但是就是實(shí)際情況而言，還存在一些急需改進(jìn)的地方。為此，技術(shù)人員要加大對(duì)元器件的開(kāi)發(fā)力度，要加大傳感器的科研投入，還要提高機(jī)械的精確度等，為自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步利用創(chuàng)造很好的硬件設(shè)施。