采煤机自动化综采工艺探讨

2023-02-10刘艳东

科学与信息化 2023年1期

刘艳东

国家能源集团神东煤炭集团锦界煤矿陕西神木 719300

1 煤矿的开采建设基本状况

就当前煤矿中的机械化开采的情况来看，可得知相应结论为机械自动化的综合开采工艺水平还需要有待提高。所以为确保煤矿开采工作的顺利进行，使其能实现集中开采，需要减轻工作人员劳动强度，不断提高综合化保障实力，其中在这方面可从综合开采机械面上入手加强技术研究处理，并围绕着采煤机自动化的综合工艺全面的实施。采煤机的机械化定位除了能实现定位之外，还能进行机械切割和远程遥感监控，但在实际操作的过程中一些层面技术还没有得到广泛的应用，仍处于探索中，所以可将矿井综合化情况提供理论和技术作为支撑，加强对煤矿的资源开采和提升煤矿自动化综合开采工艺研究和探索。

2 目前的综采工艺以及现有的采煤机自动化程序的缺点和不足

之前使用常州联力公司开发的采煤机12工步记忆割煤法，以及目前使用常州联力最新研发的基于AI的一种预测12工步割煤法。基于以上两种采煤机自动化割煤法，对于目前综采回采工艺来讲，也存在诸多问题：①人工干预率高，自动化率低；②采煤机在工作面两端头不能确保有效割透，两端头的过渡不平存在较大的问题和缺陷。

3 综采工艺以及现有的采煤机自动化程序的缺点和不足的改进措施

3.1 采取有效技术，减少正常割煤过程中的人工干预

首先，利用煤岩识别技术；其次，在工作面两端头安装行程传感器（位移传感器），大约1.5m的行程位移（一节溜槽的宽度），使采煤机进入工作面两端头行程传感器范围内开始执行采煤机降速、限速，减小采煤机的惯性，确保缓慢安全平稳的割透两端头；再次，机头机尾在行程传感器的两端头极限位置，安装接近开关，二次触发保护，依次来确保采煤机在两端头极限位置安全停止牵引，实现了自动停止，减少了人工干预；然后利用端头底刀割平技术，来自动实现端头卧刀，减少了人工干预，确保了两端头平缓过渡；最后人工只控制干预底刀，利用工作面采高固定数据来实现采煤机程序自动控制顶刀的技术。回采期间，人员只控制干预底刀，顶刀的高度由程序设置，实现自动控制抬落刀幅度，以此来确保人们预期恒定不变的工作面采高，这样就大大降低了人工干预率。

3.2 利用相应的技术手段解决两端头确保能割透

一种是确保割透技术：两端头安装行程传感器、接近开关以及复位传感器等。采煤机主控PLC加入“进入两端头行程传感器范围后，采煤机自动降速限速保护”程序，最后行程结束后，采煤机停止牵引。同时在行程传感器结束的位置再安装接近开关，依次来再次确保采煤机停止牵引。另一种是确保割平技术（顶板平，地板平）：同样利用行程传感器的动作范围以及动作时间来调整两端头的采高。两端头巷道的高度数据，通过上一刀煤两端头范围内支架采高的数据获得，并通过支架控制器与采煤机的无线Wi-Fi通讯联络，把两端头的巷道高度实时传给采煤机，采煤机再通过PLC程序控制在两端头的行程传感器范围内来调整两端头顶底板的采高，平整度等。

在机头运输机链轮处、机尾驱动部框架处安装一台数据发射器，把此处距地板的高度，距顶板的高度测量数据发射传递给采煤机、采煤机接收到这些数据后，通过程序来控制采煤机在两端头时顶刀滚筒的高度以及底刀滚筒的高度，依次来控制两端头的采高，以及两端头的过渡，随后采煤机平缓过渡两端头以及三角煤区域。

4 采煤机自动化综采工艺

4.1 煤矿机械的自动化技术

4.1.1 自动化的机械定位。在煤矿的机械化开采的过程中，有必要加强对矿井的分析。但自动化的定位技术在采煤切割机中具有重要的意义，因为能提供准确的截面切割位置。煤矿采煤的自动化定位系统组成包括各种组合的控制机械，其中PLC编程机械控制器、集中多端中心和多样化的组合型传感装置作为基本控制操作控件包括的部分。将红外线的统筹发射装置合理的安装在采煤机部位，经过机械的综合定位和监测采煤机的运行位置，一定程度上能实现对采煤机的多功能性质切割得到控制[1]。将煤矿的综合性防暴体系通讯电缆合理的应用在煤矿开采的各个阶段，通过集控中心的信号接收器，将所收集到的位置信息将其向远程地面综合系统中传送，操控人员在不断的观察机械下来对精确的机械臂进行操控。把监控设备合理安装在采煤的探测器中，如果存在基准偏差，对错误的现象做出相应的反馈，由此针对所操作的机械才能让其直接去修正位置。

4.1.2 自动规划的机械定位。在采煤机械开采期间如果出现了相应的情况，采煤的机械切割装置通过定位技术实现对各个方面的控制，尤其是行进方向和机械运动方向、机械启动、集控性停止、机械的综合加减速等。并按照相应的操作开展机械的硬件组合运行，而且不管是在控件的滚筒操作还是在遥感装置控制等方面已经明显的取得进步。其中要想实现采煤机自动定位，还需要硬件和软件的综合运行的作用[2]。采煤机的综合运行主要将强制的导航性能作为主要的依靠，进而使其更好地控制采煤机械运行的实际情况。且将控制器编码装置合理在机械采煤机上安装，无论是整体性能的机械行走速度还是摇臂旋转角度以及距离等一定程度上，能够实现联合控制。

4.2 自动性质切割技术

4.2.1 机械自动定位记忆切割路线。在采煤机自动控制条件下，不同煤层截面预备能实现切割效率，进而达到示范的作用，突显出这一效果，并在长期示范下形成系统控制记忆。之后有了信号处理机械配合处理机械配合，并充分应用使其信息系统自主化存储目标得以实现。在煤矿切割期间控制中心的记录仪器针对示范性操作任务，从某种程度上来看能够更好地执行，还能将煤层的各种情况识别出来，以定位切割目标，使其实现机械设备采煤速度循环控制[3]。

4.2.2 预设性质切割轨迹。按照不同煤层自身解析情况，能将这类信息将其在机械控制中心输入，之后不仅能实现对切割轨迹的定位，还能定位关键点坐标。而且有了技术扫描和统筹检测技术支持，对实际变化能更进行解析，联合存储信息技术支持，不管是煤层状态还是结构能作自主分析，进而在实际切割路线中确定设备整体行进的效果。且有了综合化控制中心为依托，还能够更好地控制煤层基准高度，对设备进行相应的调控。有了控制器支持，设备的行进轨迹实现联合把控条件获取，实现对基准状态把控，进而促进切割效率的提高[4]。

4.3 远程的检测控制技术

在进行煤矿井下工作的过程中，由于环境非常恶劣，还具有多端变化特点，且从整体上来看地质状态具有复杂性。在煤矿开采时有必要从采煤工作面入手，结合自动化的数据调整情况进行监控调整。把矿用的摄像摄影仪器将其合理的在煤矿滚筒安装，加大联合考查力度，围绕着煤矿的基准工作面全面的实施，一定程度上针对矿井电缆和采煤机械，能具体观测到实际状态。而且在固定距离上加强液压支架编号分析，并进行采集能让摄像机的统筹拍摄还能实现检测控制，做到全方位无死角，让采矿区域开采实现全面覆盖。摄像机在连接通信设备期间经过矿用设备，将检测的实际情况实现传输，在统筹设计轨迹路线的阶段，不管那一方面的情况，自动化的控制系统实现分析概括，经过实际转换使其视频统筹检测得以实现，且从操作人员的视角在具体阶段实施期间，能够依据这一变化进行[5]。

4.4 采煤机自动化综采关键技术推广价值

4.4.1 高机械化水平取代人工开采。随着综采自动化采煤技术的不断发展，逐渐得到应用，进一步提升了应用的频率，且有了成熟技术，一定程度上让人工作业开采工作实现全面替换条件获取，进而降低人工作业的数量，与此同时缓解工人工作的压力。在具体作业的过程中由于处于的是自动化作业状态，针对开采工作，工人能保障这项工作做到实时监控，进而便于后续方案的优化调整，使其能全面落实，不断提高开采环节的准确性。在设备具体运行期间如果存在异常的现象，能够做到及时的停止运行，避免影响到人们的生命安全[6]。除此之外充分的利用现代化控制系统，一定程度上不断提高相关数据和计算速度，而且对相关的数据实现自动化存储，促进后续工作的顺利进行。这与人工开采环节存在不同，能不断地提高管理水平，获得良好的进度把控效果，而且如果煤矿开采条件比较复杂的话，有了先进和设备支持，促进开采工作顺利的实施，达到预期的目标，且从某种程度上来看使得资源得到利用，不断地提升其利用率。

4.4.2 整体煤矿开采效率较高。综采工艺与传统开采技术相比，从实际应用水平上进行分析不断提高其质量和效率，与此同时这也是传统开采技术不具备的优势，还能进一步的提升煤炭整体的产量。比如在应用自动采煤设备的基础之上加强对电液控制系统的应用，让这两者配合的使用，一定程度上避免开采工作受人为因素的影响，进而不利于开采效率的提高。配套使用的数据采集设备让其自身起到优势得以展现，尤其是时效性应用优势，从而在具体进行开采工作的过程中，如果遇到问题还能做到及时发现，为其调整开采的具体计划，保障能更好地解决存在问题。通过应用自动化开采设备还能确保开采作业安全，不断提高作业安全水平，增加远程控制功能，进而针对其设备使其接收到命令之后，能自动化加快开采进程，智能化促进煤炭开采工作顺利的实施，促进开采效率的提升[7]。由此，当系统接收到各种信号之后，对各种质地煤层实现自动化切割处理，做到具有针对性，结合具体情况实现对切割速度的调整，避免开采工作受人为因素的影响产生误差，进而使得资源得到利用，不断提升其利用率。如果开采工作存在问题，针对内部功能的实际情况，自动化设备能做出相应的判断，并发出设备报警信号，进而不断提升应用进程干预及时性，降低出现风险的概率。

4.5 煤矿开采工程的实际运用

通过固定的大型机械在进行煤矿机械化生产期间，不管是对地面机械臂还是滚筒一定程度上实现开采。在采煤机机械的入井作业前期有必要加大研究力度，全面的研究各个方面的情况。这就需要采取有效的监测方法加强各个方面的监测，尤其是安全监测和拆分监测、牵引动力监测、防尘效果检测等。当准备工作做完之后，在根据实际情况加大清理加工力度，并围绕着各种部件全面实施，在机械操作的过程中，从整体上来看对部件还应做好统筹运行，具体采煤机部件需要做好运输并在机械各个方面运行，特别是装备和开采、具体安装以及检验这方面。

煤矿作业面厚度具有一定变化，在加强对采煤机机械实验效果研究期间，针对工作面的集中实验还应在自动化控制下。但综采工作面低，且为促进采煤机机械综合自动化的运行应加强多组人员装备，加强对自动化综采工艺的应用，可减少相应的人数。在机械实现基本的自动化控制的过程中，避免出现故障的问题。同时，还应注重煤矿开采工作面，进而不断提高实际产量，充分展现采煤机自动化综采工艺自身价值。