综采工作面自动化采煤系统探析

孟凡月

摘 要：尽管我国的煤炭行业发展较快，但与发达国家相比仍然存在一定的缺陷，本文主要根据目前我国煤矿开采过程中问题进行分析总结，探析煤矿综掘和综采工作面自动化技术的应用水平，介绍自动化技术的发展趋势，为企业的可持续发展提供参考。

关键词：煤矿综采；综掘；自动化技术；发展趋势

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.070

0 引言

我国的煤炭行业实现自动化生产市场从20世纪六七十年代开始，煤矿的生产过程中多数环节已经实现了机电一体化，可以对煤矿综采的各个环节实现自动化管理和控制，自动化技术的实现和运用不仅对井下作业情况进行实时监控、管理，也可以通过网络计算机实现对煤矿整体的调度和运转，从而进一步推动煤矿行业的可持续发展。

1 煤矿综采工作面自动化技术的发展现状

煤矿综采工作面是煤矿开采的第一生产线，综采工作面的自动化技术是整个采煤系统中最复杂的部分，需要设备之间的相互协作共同完成采煤工作，任何一个设备都不能脱离其他设备独立完成作业，设备之间联系非常密切。目前我国标准的综采工作面需要200-300台采煤设备和200左右的支架共同运转，数量庞大的设备共同作业，想要完美配合实现自动化难度较大，尽管自动化技术与采煤工艺逐渐成熟，但在复杂的地质条件下做到采煤工作的完全自动化仍然存在于一定的难度，目前部分自动化矿井的实验取得了突破性的进展，进入使用阶段。

2 煤矿综采工作面自动化技术的主要组成部分

煤矿综采工作面的开采自动化主要表现在自动化系统中，自动化系统的实现方式以主动控制、计算机网络和传感器等综合技术的综合体，目前主要的自动化技术可以分为主采机控制部分、转载运输控制部分、视频监测、通讯调度和综合控制五个方面。主采煤机控制方面由采煤機和刮板输送机等设备的应用达到控制采煤设备的目的，确保采煤设备在状态正常的情况下运行；转载运输控制部分主要控制皮带机、转载机等设备，控制中心通过集中控制和引导，实现与主采机间的同步推进和主移动，在运行过程中，及时采集设备运行中的实际参数和顶板支护的数据等，保障煤矿开采过程中的稳定性和可靠性；通讯方面，在无线网覆盖的前提下，可以实现地面控制中心与井下控制的通讯和交流，实时监测井下的作业情况；视频监测则实现了对井下各种设备运行状态和数据的实时监管，并将问题数据及时记录上报，更加提高了井下作业的安全可靠性；综合控制部分则是综采自动化工作面的广泛应用，在维护设备的基础上实现了对运行设备的实时监控，还可以实现对设备的监控和管理，并随时保持与地面的联系，加强对井下的调控。

3 煤矿综采工作面自动化技术分析

（1）在采煤机的实际操作过程中，采煤机工作的运行依靠储存的数据而运行，根据采煤机的实际地质情况确定采煤机的控制方式，采煤机在进行割煤后设备会及时存储取得的参数，防止割煤超过限制的尺寸；综采工作面输送机根据电机工作电流的变化可以获取输送机的负载变化，根据刮板链条的受力大小可以自动调节采煤机的运行速度，当刮板链条受较强力时输送机可以通过控制系统向采煤机发射信号，减少采煤机的运行速度，必要时可以停止运行采煤机

（2）液压支架的自动控制系统是通过收集采煤机的信号，确定采煤机位置的推移，实现支架的运动，采煤机通过自身的发射信号装置，由液压机上的控制装置接收信号确定其位置，最后通过液压支架的电液控制系统完成一系列的动作。

（3）煤矿综采工作面的自动化技术是煤矿开采的第一生产线，综采工作面技术利用远程控制、区域集中控制等方式实现对综采工作面的监测管理，综采自动化系统将井下的采煤机或工作面运输控制系统等系统有机结合，实现对综采机械化采煤设备的集中控制，综采工作面的自动化远程控制是保障输送机正常运行的关键技术，在无煤流出现时可以停止输送机的工作，以保障其短时间内启停，当综采工作面系统出现故障时，监控系统可以及时诊断故障并检验，提出相应的处理措施保障设备的正常运行。

4 煤矿综采工作面自动化的发展趋势

随着科技的进步，自动化技术已经逐渐向多功能化、网络化发展，采煤设备装备朝着高产高效、安全可靠的趋势发展

（1）高度集成的自动化方向。煤矿综采工作面技术含量较高，简单的自动化技术无法满足煤矿开采的日常需求，我国的综采自动化技术为实现作业的高度集成，通过传感器采集工作面作业信息，利用互联网传输系统实现设备对井下的远程控制综采现场，将有效的信息传输到控制平台中，从而实现设备的自动化控制。采煤机的自动化控制通过自主定位和自主导航等作业可以实现对设备的控制，完成对设备运行状态的自动化控制，综采工作面自动化设备的出现实现了自动化技术的发展，推动了设备向智能化、大型化的方面发展。

（2）强化煤矿企业监控技术发展。随着科技的发展大大提高了计算机监控模式的安全性和可靠性，传统的监控模式无法满足目前的生产需求，煤矿应该加强采用计算机监控，对计算机监控的集中监控与分布式监控两种方式，降低某个设备故障对系统的影响。网络通讯系统是自动化系统的基础，建立自动化现代化的综采设备需要通过网络通讯系统，分层分布监控结构加快了控制过程的实现，如果某个部分发生故障不影响其他部分的政策运行，灵活性和可靠性更高。

（3）灾害预报系统。灾害自动预警预报系统通过传感器对井下的煤层厚度及空间分布等信息进行实时的监控和感应，利用预测评价系统及时将检测到的信息传送到控制中心，避免因地质条件复杂引起的工作面事故，保障井下设备的安全；采煤环境系统模式为无人工作面提供可靠的安全系统，通过应用多种先进技术，提高无人工作面的安全性和可靠性，系统通过判断周围环境，收集各类有效信息确保机电设备处于最佳运行状态。

5 结束语

在煤矿综采工作面的使用中，引入自动化技术，可以有效的提高煤矿开采的效率，保障生产的安全，在未来的发展中煤矿综采工作面会朝着智能化、自动化的方向发展，推动我国煤矿事业的发展。

参考文献：

[1]王国法.综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向[J]. 煤炭科学技术，2014（09）：30-34+39.

[2]王金华，黄乐亭，李首滨，黄曾华.综采工作面智能化技术与装备的发展[J].煤炭学报，2014（09）：1418-1423.

[3]张良，李首滨，黄曾华，王旭鸣.煤矿综采工作面无人化开采的内涵与实现[J].煤炭科学技术，2014（09）：26-29+51.