煤矿综采工作面自动化技术的发展趋势

田传防

摘 要：近些年，随着我国科学技术的不断进步，国家相关部门已将一批综合技术水平高、机械化程度高、自动化装备高的技术应用到了实际的煤矿开采过程中。这些技术的应用主要是为了提升煤炭回采率和开采质量，实现我国煤炭资源可持续发展。本文笔者主要分析了煤矿综采工作面中自动化技术的应用现状，之后又对技术的应用和发展趋势进行的探讨，希望这些建议可以为后续煤矿开采提供一定的帮助。

关键词：煤矿开采；综采工作面；自动化技术；发展趋势

1 引言

改革开放之后，我国的煤炭开采在经历多年的发展后也取得了较为显著的成绩。综采工作面作为煤矿开采工作中的重要组成部分，其自动化技术的应用不仅决定着煤矿开采的整体效率，同时也影响着煤矿开采的质量与企业生产安全，这对实现我国煤矿行业稳定发展有着非常重要的意义，因此，一定要重视起来。

2 综采工作面中自动化技术的应用现状

综采工作面是整个煤矿生产的重要场所，也是煤矿开采系统中较为复杂的一部分。其原因在于：很多煤矿开采设备都集中在此处，综采工作面上的设备之间具有较强的关联性，且任何一件设备不能脱离其他设备而独立运行。同时，还因为综采工作面上的设备运行，容易受地质环境和工作面完整性等多方面因素影响而发生变化。一个完整、标准的综采工作面一般情况下设备机械多达200台至300台同时作业，最为常见的设备有：采煤机、刮板输送机、转载机、液压支架、破碎机等，其中为了保证矿井深处的安全与稳定，一般支架数量会用到100根到200根左右不等，因为支架与设备的完美配合才可以使得自动化水平效果最大化。但在实际施工过程中，笔者发现很多设备共同作业的难度还是比较大的，虽然我国自动化技术不断成熟，但由于受地理位置和地址结构等条件影响，导致很多深层煤层根本不能有效利用自动化技术，其原因在于我国自动化技术水平不够，深层煤层地理条件不能满足自动化技术的运转性能。其次，很多设备体积较大，而矿井下的空间却很小，这就导致部分设备满足不了空间要求，降低了自动化技术的应用范围。

3 综采工作面自动化设备及系统的构成

3.1 设备的构成

3.1.1主采机组

该机组主要是由液压支架设备、采煤机组设备、乳化液压泵设备及刮板设备等组合而成，是综采工作面中较为重要的生产部分。其中液压支架设备属于支护设备，种类和作用各不相同。举例说明：端头支架主要是保护煤矿端头空间巷道围岩，而超前支架主要是根据开采进度对两侧巷道围岩进行提前支护，其目的是为了降低开采过程中的风险。乳化液压泵设备则更多的是液压支架的原动力，主要是给采煤机等设备提供冷却水与喷雾压力水，目的在于帮助机械降温。

3.1.2转载运输设备

主要由破碎设备、转载设备、皮带运输设备组合而成。其作用主要是将综采工作面上的各项设备有效的连接起来。例如：破碎设备将煤炭打碎，输送设备再利用转载设备将煤炭移动到皮带运输设备上，最后再根据运输线路将煤炭运输到制定位置，从而实现了综采工作面煤炭的生产与运输工作。

3.2 系统的构成

综采工作面属于一个复杂的系统其中包含了多种技术和设备，尤其是在自动化技术运用之后，其系统构成主要有：计算机系统、传感器系统、设备运输检测系统、故障诊断系统等。在综采工作面上，各个设备与计算机等技术有机结合才是实现煤矿开采自动化效果的核心力量，也是构成煤矿开采系统完成的有利依据。

4 煤矿综采工作面中自动化技术

4.1 采煤机技术

在煤矿开采过程中，采煤机主要是利用数据储存功能对设备的运行参数进行自动设定，并且对牵引设备、滚筒进行自动系统控制。在综采工作面中，施工人员可以根据地质条件和采煤机所处位置来确定采煤机的控制方式。但要注意的是：在切第一刀时，技术人员一定要及时收集割煤技术参数，目的是为了和后续的技术参数进行科学对比，杜绝切割储存尺寸过大。

4.2 输送机负载技术

在实际操作过程中，我们可以根据输送机电组的电流变化来观察输送机的负载情况，同时，也可以对刮板链条的受力大小以及变化情况进行监控，其目的是为了有效控制采煤机和输送机的负载压力和运输速度。因为，电流过大刮板链条的受力就越大，输送机由于受负载压力过大会向采煤机发出预警信号，从而迫使采煤机运转速度降低或停止。

4.3 液压支架技术

该技术实现自动化的原理主要是依靠支架来接收采煤机的安全信号，并及时确定采煤机在作业面中的位置，以便保证支架的正常推溜或移动。在综采工作面中，液压支架技术是在采煤机的技术上运用的，采煤机利用自身带有的红外线发射信号，而液压支架技术是在信号发出之后利用接受装置进行信号接受，从而及时确认采煤机机组的具体位置，之后再由液压支架技术中的电液控制技术完成后续工作面上的自动化生产。

5 煤矿综采工作面自动化技术的发展趋势

（一）会朝着全自动的管理方向发展。其原因在于：综采工作面上的所有设备和工作一定是在相互协调下展开的，而当今社会科学技术与管理手段已经非常的发达，未来煤矿开采行业在选择开采设备的时候，首要选择一定是智能化、便捷化的操作系统，这样就可以保证采煤机和输送机等一些列生产设备保持在同一个测控系统中便于后续煤矿开采。（二）朝着设备研发与信息收集方向发展。作为不可再生资源，煤矿开采设备的研发与信息收集是对煤矿资源的一种保护，其展示方式主要表现在：很多企业已经将开采重心逐渐移至设备的执行和保护功能研发上，部分设备收集的开采数据、设备运行数据、地质条件数据等，都会在计算机系统上进行汇总，之后再回传给各个控制机组，这样做的目的是为了更好地提升综采工作面的自动化水平，保证各个设备的运行效率。（三）朝着全面自动化生产方向发展。与人工生产不同，自动化技术在开发之初就已经对相关设备的生产流程进行了优化，而真正的自动并不以设备为主，而是以自动控制系统为核心，从而实现各系统与机制之间的完美配合，降低原有人工生产速度慢、效率低的现状。综采工作面自动化技术好比一个具备全系统管理功能的大型机器，操作人员只需要管理好一套机器就可实现整体系统控制。

6 结束语

总之，在未来的社会发展中，煤矿综采工作面自动化技术的使用会越来越广泛，并且对煤矿开采的作用也越来越大，因此相关企业一定要重视其应用。

参考文献

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