煤炭智能化開(kāi)采技術(shù)分析

沈遠(yuǎn)偉

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭行業(yè)的發(fā)展速度也得到了進(jìn)一步提高，但目前煤炭開(kāi)采過(guò)程中還存在許多突出問(wèn)題，一定程度上影響和制約了煤炭行業(yè)的發(fā)展。為解決目前煤炭開(kāi)采過(guò)程中存在的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)對(duì)煤炭開(kāi)采工作的核心技術(shù)進(jìn)行分析研究和創(chuàng)新。本文章通過(guò)對(duì)煤礦智能化開(kāi)采關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行分析研究，提出解決對(duì)策，旨在為煤炭行業(yè)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：智慧煤礦;智能化開(kāi)采;關(guān)鍵核心技術(shù)

1 煤炭智能化開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)

1.1 薄煤層和較薄煤層智能化開(kāi)采

由于煤層薄的特點(diǎn)，導(dǎo)致了煤層開(kāi)采空間小、環(huán)境狹窄，在一定程度上限制了各類設(shè)備的貯存以及規(guī)模，導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)裝備功率、性能、數(shù)量方面的不足，在一定程度上導(dǎo)致了開(kāi)采回采率低、成本高、生產(chǎn)連續(xù)性差等缺點(diǎn)，成為影響和制約煤炭企業(yè)發(fā)展，煤炭行業(yè)進(jìn)步的技術(shù)瓶頸。

1.2 厚煤層大采高和超大采高智能化開(kāi)采

厚煤層智能化開(kāi)采，在配套設(shè)備上具備大型設(shè)備的入場(chǎng)的條件，在相當(dāng)程度上，大大提高了系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)能力。但隨著斷面的擴(kuò)大，采高的增高，對(duì)地壓管理的控制也顯得更加突出和重要。2015年前后，我國(guó)企業(yè)完成了8.2m綜采成套技術(shù)和智能化控制系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)和使用，在厚煤層大采高、超大采高智能化開(kāi)采方面取得了重大突破和成績(jī)。技術(shù)創(chuàng)新方面，優(yōu)化了控制管理體系，將單級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)改善為兩級(jí)控制體系實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的有效控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多層級(jí)控制;完善了系統(tǒng)協(xié)議和控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了配套設(shè)施的精準(zhǔn)控制和自動(dòng)化運(yùn)行。

1.3 特厚煤層綜放開(kāi)采智能化技術(shù)

特厚煤層主要分布在我國(guó)特大型煤礦企業(yè)，資金和技術(shù)實(shí)力雄厚，開(kāi)采技術(shù)和投入相對(duì)超前，開(kāi)采前景相對(duì)廣泛。特厚煤層智能化開(kāi)采技術(shù)采用各類綜合先進(jìn)設(shè)備入場(chǎng)，操作范圍廣、生產(chǎn)規(guī)模大，在相當(dāng)程度上提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)成本。但由于特厚煤層綜放技術(shù)對(duì)頂板控制精度高，對(duì)放頂現(xiàn)場(chǎng)管控嚴(yán)格，當(dāng)前部分傳感器難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間在先對(duì)復(fù)雜的環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，頻繁故障以及以兩柱式放頂煤液壓支架及自動(dòng)化放煤技術(shù)在推廣應(yīng)用中，面臨著現(xiàn)場(chǎng)頂板管控復(fù)雜，難度加大，頂板處理失效也是亟待解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

2 綜掘工作面智能化開(kāi)采技術(shù)的設(shè)計(jì)

2.1 智能化開(kāi)采工序

綜采工作面智能化開(kāi)采是把煤炭作為工作輸入對(duì)象，煤炭和支護(hù)巷道作為工作輸出對(duì)象，在傳感控制、開(kāi)采控制和視頻控制共同作用下采取電液控制方式，共同實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)采。綜采工作面的信號(hào)較為復(fù)雜，很多信號(hào)交叉存在。探測(cè)的工序主要有巖層位移、地質(zhì)勘探、瓦期抽采等;生產(chǎn)作業(yè)工序主要有煤炭切割、巷道支護(hù)和輸送等;視頻工序有瓦斯監(jiān)測(cè)、供電、排水等。

2.2 綜掘工作面智能開(kāi)采控制系統(tǒng)

依據(jù)智能化開(kāi)采工序，可把智能化開(kāi)采控制分成三個(gè)系統(tǒng)，主要有視頻監(jiān)控、圍巖探測(cè)和生產(chǎn)控制。綜掘工作面智能化開(kāi)采系統(tǒng)見(jiàn)圖1所示。

3 智能化開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新。

（1）研究創(chuàng)新了采煤機(jī)記憶割煤功能。采煤機(jī)具有的學(xué)習(xí)功能，可以將完成第一刀后的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)記憶，實(shí)現(xiàn)全工作面采煤機(jī)的記憶截割及液壓支架的跟機(jī)自動(dòng)作業(yè)。

（2）通過(guò)對(duì)采煤機(jī)精確定位和滾筒自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)的升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)自動(dòng)截割角煤功能。

（3）研究了液壓支架動(dòng)作與乳化液流量、壓力之間的關(guān)系，解決了丟架問(wèn)題。通過(guò)對(duì)礦壓數(shù)據(jù)的總結(jié)分析，實(shí)現(xiàn)了工作面圍巖等壓支護(hù)，避免了局部超壓對(duì)圍巖的破壞。

（4）優(yōu)化升級(jí)了自動(dòng)控制軟件功能，實(shí)現(xiàn)了以采煤機(jī)為控制核心的綜采自動(dòng)化。設(shè)備主要控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化顯示，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工況設(shè)定報(bào)警界限，實(shí)現(xiàn)了以采煤機(jī)為核心的液壓支架和運(yùn)輸系統(tǒng)的協(xié)同配合作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于煤炭行業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，智慧煤礦的發(fā)展和建立是該行業(yè)發(fā)展史上的一次技術(shù)革命，也是該行業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標(biāo)。在進(jìn)行智慧煤礦的建立過(guò)程當(dāng)中，智能化開(kāi)采是非常重要的核心技術(shù)。因此在新時(shí)代的發(fā)展下，應(yīng)當(dāng)總結(jié)過(guò)往發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，利用目前的新技術(shù)新科技不斷提高核心技術(shù)水平。這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)智慧煤礦的高效綠色發(fā)展，促進(jìn)煤炭行業(yè)的進(jìn)步，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有利的支持。

參考文獻(xiàn)

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