试论薄煤层综采自动化采煤技术的应用
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摘 要：近几年来我国煤矿开采技术在不断地发展和进步，除了中厚煤层煤矿的开采中应用的技术越来越成熟，在薄煤层应用的采煤技术也有了很大程度的提升。近几年来在薄煤层中综采自动化采煤技术的应用得到了很大程度的提升，在保证了采矿安全的同时，也提升了效率，创造了更多的经济效益。在此，本文主要介绍自动化采煤技术的现状及面临的问题，并阐述了薄煤层综采自动化关键技术的应用。
关键词：薄煤层;自动化;采煤技术;应用研究
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.091
0 引言
在国内外的煤矿采矿行业，薄煤层综采自动化都是一个重要的研究和发展趋势。在进行薄煤层综采时，由于难度大，安全控制较难，必须要采用必要的设备和手段加强支护保护，并有效改善工作环境，提升能见度，降低工作人员的安全风险。将自动化技术深入融合到薄煤层综采中，可以有效降低生命安全风险，并更加准确地进行采煤机的控制以及周围环境各项参数的确定，所以不断加强自动化技术的应用至关重要。
1 自动化开采技术现状及存在的问题
就我国的当前状况而言，很多中厚煤层以的煤层开采时，机械化和自动化的程度较高，但是薄煤层的采矿自动化和机械化程度相对较低。我国市场上大部分的煤都来自于成熟的中厚层采煤技术，而只有一小部分来源于薄煤层。随着开采力度的不断加大，中厚煤层的储量越来越低，如何更加有效地进行薄煤层的开采成为今后发展的重要方向之一。与国际先进水平相比，我国的薄煤层开采技术相对落后，而且受到矿井各种条件的限制，由于薄煤层煤层很薄，无法保持巷道的稳定性。与此同时，摄像系统的清晰度有待提升，还无法满足更好地成像需求;而且在进行煤炭切割时，会引起较大的振动，导致采煤机和其他相关设备出现摩擦碰撞损伤。另外各种传感器和通信设备的灵敏度和可靠性都应该得到进一步提升，以便提升自动化采煤系统工作的稳定性。
2 薄煤层开采自动化关键技术应用
2.1 支架的自动控制技术应用
就传统的采煤支撑而言，主要是利用四连杆的液压支架，这种支撑结构虽然可以保证支撑的稳定性，但是整体较为笨重，不适用于薄层煤矿的开采环境。为了更好地适应薄煤层较薄的操作环境，可以把四连杆结构进行优化，把传统支架系统改造成具有支撑油缸以及油缸两端可以与顶梁和底座相铰接的结构。这样一来，可以通过控制油缸的位置来调控顶梁的状态。与此同时，合理地增加有效支撑的载荷也可以提升支撑机构的稳定性。另外，为了提升支架的自动控制程度，可以应用红外发射与接收装置来控制采煤机的位置，更好地满足支架自动化要求。面对恶劣危险的工作环境和信息传输环境，可以增设更高清晰度的采煤机辅助摄像头，提升可见度，提高自动化控制的准确性。
2.2 电控自动化技术应用
在进行薄煤层的开采时，会收到空间条件的限制，开采空间狭窄、煤层太薄会给设备的安装和运行带来不便。很多情况下需要把电源箱耦合器和其他的设备进行智能化重叠安装。在保证了煤矿开采设备的稳定和安全后，还需要应用分散式的监控系统，进一步保证操作安全，使设备操作更加人性化，为工作面的综采自动化提供支持。
2.3 综采技术应用
在进行薄煤层的开采时，采煤机滚筒的横截面积大、纵深长，当在固定的采高下进行工作时，需要搭建坚固的防护支架。在开采时，可以跟随采煤机的移动进行合理地移架。对于薄煤层而言，其开采条件特殊，采矿活动空间不足，如果采煤机处于待机维修状态，必须要通过电液进行集中控制，对输送机进行成组外推。在维修工作完成后，需要把刮板输送机转移出去，放置在空采空区内，以便给后续的采矿工作提供便利。另外，還要在采矿期间利用千斤顶来保护工作人员的安全。
2.4 实现对采煤机的自动控制
在进行薄煤层综采工作时，其无线传输面需要包括调控中心、智能分站、工业以太网、现场检测系统以及各种数据传输设备。整体工作面依靠以太来维持数据传输的稳定性和效率。液压支架控制平台和采煤机远程控制系统是整个监控中心的主要组成，相关工作人员可以通过收集和分析现场的可视化信息了解工作情况，然后对工作面的液压支架以及采煤机等设备进行远程的控制，有效实现采煤、支护控制的一体化控制。这样一来促进提升了工作人员的安全系数，还减少了操作失误，保证了开采精准度，减少了浪费。采煤机自动控制与远程终端通知相结合，为薄煤层开采工作的顺利进行提供了方便。如今，提升煤矿开采的智能化已经成为采矿业发展的主流方向，提升采煤机的自动控制程度可以减少人力投入，甚至真正地实现无人操作，提升采煤机械的自动化和智能化，充分降低安全事故发生率，减少人员伤亡。可以利用计算机对采煤机进行控制，通过数字传感器、数据库以及操作模拟系统等相互融合，提升采煤机的智能化和自动化水平。其中，实现滚筒记忆切割是一个重要任务，对这一过程进行自动化控制，可以通过地址编码和倾角传感器等设备提升定位精度，并通过监控机身倾角和高度的调整来控制工作姿态。
2.5 实现对采煤机的远程控制
提升采煤机的远程控制效果需要更加完善精确的视频系统进行辅助。采煤机视频系统主要包括多种摄像头、无线网络、视频监控网以及操作台等组成。在每一个液压支架上都要配备合适的视频监控系统，提升可视化范围，重点照向煤壁。然后在采煤机滚筒前面安装摄像头来辨别煤岩。然后把各种摄像头采集到的信息通过以太网传输到控制终端，在相应的设备上显示出来。另外，通过组态软件的辅助来实现采煤机远程控制的功能，通过动态显示采煤机的工作状况，及时记录各种正常工作与故障工作时的信息，实现对采煤机的有效控制。该控制系统一共包括手动控制、定高控制和记忆截割这三种模式，要根据具体的工作环境和要求选取合适的模式。远程控制可以通过人机交互界面进行众多的调控和操作，方便工作人员了解和调控采煤机和相应设备的工作状态。
3 结语
总而言之，随着社会经济和科技的不断发展，煤矿开采企业必须要紧跟时代步伐，加强技术创新和应用，特别是对于发展水平较低的薄煤层综自动化技术要重点发展，促进我国的煤炭企业更加全面、快速、高效地发展。加强薄煤层开采的自动化技术应用，既是对工作人员的生命安全负责，也是为企业的长远发展服务。
参考文献：
[1]张增誉，刘混举.综采自动化技术在神东煤炭集团的应用探索[J].山西煤炭，2016，36（02）：11-13.
[2]于月森，左腾，周娟等.薄煤层综采工作面自动化技术综述[J].工矿自动化，2013，39（05）：27-30.
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