浅谈综采自动化采煤技术现状及应用

仉冰

摘 要：近年来，我国的煤炭产量逐年提高，采掘作业面也不断向纵深方向发展，为了在确保安全生产的前提下， 提高作业效率，煤矿应当合理应用综采自动化技术。基于此点，本文首先简要阐述了国内综采自动化采煤技术现状，在此基础上，对综采自动化技术在煤矿井下生产中的应用进行论述。期望通过本文的研究能够对煤矿产能的提升有所帮助。

关键词：煤矿 ；采煤技术 ；综采自动化

1 国内综采自动化采煤技术现状

所谓的综采自动化具体是指在煤矿井下采掘作业面安全专家系统的保护下，利用有线和无线两种通信方式，对关键生产设备进行远程控制，对其工艺过程进行实 时监测，通过采煤机自主定位与导航、煤岩状态自动识 别、液压支架电液控制、刮板运输机自动推移以及工作 面自动监测等技术，自动完成一系列采煤生产流程，对作业程序进行动态优化，实现综采工作面生产过程自动化、采煤智能化、管理信息化、操作无人化，由此确保煤矿井下采掘作业的高产、高效和安全生产。近年来，在 业内专家学者的不懈努力下，我国的煤矿井下综采自动化技术获得了长足进步，如中国煤炭科工集团下属的天玛公司在 2008 年时，自主研发出了 SAC 型液压支架电 液控制系统，并在综采工作面进行首次应用。目前 SAC在国内占据了 55% 的市场份额，占国产电液控制系统总量的 70%[1-3]。除此之外，还有多款智能型采煤机相继问世，并在神华集团、晋煤集团、山西焦煤集团等多家煤矿企业中获得了应用，这在一定程度上提高了综采工作 面的生产效率和作业安全性。

2 综采自动化技术在煤矿井下生产中的应用

2.1 无人化系统的应用

对于煤矿井下生产作业而言，远程自动化控制的最 高目标是无人化系统，其要求现场所有设备均具备信号 传输、信息感知、控制信号反馈等功能。根据综采工作 面成套设备的条件，无人化控制系统构成具体包括以下 内容 ：“三机”自动化控制、工业以太网、视频信号传输 等。其中采煤机的自动化控制技术是无人化控制系统实现的关键之所在 。

位置检测。对采煤机在井下综采工作面上的位置信 息进行检测是实现远程无人操作的前提和基础，可以借 助光栅对采煤机的移位情况进行实时检测，其原理是通 过信号处理装置及光学传感设备，在光照射下产生出莫 尔条纹，再利用 A/D 转换技术，对采集的信号进行调整，从而准确感知出采煤机的位置信息。

截割煤作业自动化调整。在综采工作面上，通过对 采煤机截割轨迹的实时动态调整，可以使采煤机依据煤 层顶板的变化情况，进行仿形截割作业，由此能够满足 现场的实际生产需要。当采煤机生成截割的完整路线轨 迹后，在具体的工作循环中，可以使滚筒的调高实现自 动化控制。

状态监控。采煤机是井下三機的重要组成部分之 一，也是综采工作面的核心设备，它的运行状态稳定与 否以及机械本身的健康情况，对高效、安全生产起着决 定性作用。大体上可将采煤机分成两个部分，即截割部 和牵引部，前者归属于机械结构的范畴，提高其传动减 速机构的可靠性和抗磨损性能，可以使其整体结构得到 有效的改善，同时，运用远程严控技术和作业现场可视 化技术，能够使地面操作人员对井下巷道进行远程监视、监控，从而实现对采煤机关键部件的健康诊断，由此能 够大幅度提升采煤机的智能化程度，进而满足综采工作 面的需要。

2.2 智能控制系统的应用

该系统针对综采工作面的采煤机设计的，其由两部分组成，一部分是监控中心，另一部分是采煤机端。前 者包含隔爆型本安工控机、通讯传输模块等 ；后者包含 编码器、通讯传输模块、PLC、倾角仪。两个部分之间以 CAN 现场总线的方式进行通信。该系统具备如下功能 ：

控制方式。在手动控制的基础上，增设了远程自动控制和手动控制相结合的模式。

远程监控。通过组态软件，监控中心能够对采煤机的主要工作参数进行实时显示。

远程定高。采煤机的摇臂可以根据预先设定好的高度对煤层进行截割，若是需要以人工的方式进行调整， 则在调整之后的摇臂高度会取代当前的设定值。

记忆截割。根据传感器采集到的采煤机工作信息， 可以自动生成截割轨迹的路线，通过 PLC 的输出对调高 电磁阀进行驱动，由此便可实现采煤机的记忆截割。

3 结论

总而言之，煤矿井下的生产作业环境较为恶劣，加之一些矿井的地质条件比较复杂，这对采煤技术提出了 较高的要求。想要确保高效和安全生产，实现综采工作 面自动化是关键。通过综采自动化技术的应用，不但可 以使井下生产作业效率获得大幅度提升，从而降低生产 成本，同时还能有效减少各类安全隐患，这对于生产过 程安全性的提高具有重要意义。

参考文献：

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