煤礦采煤中自動化技術(shù)的應用

1、    煤礦采煤中自動化技術(shù)的應用    李偉摘 要：在煤礦生產(chǎn)中，采煤作業(yè)居于核心地位。但采煤作業(yè)必須在復雜的井下環(huán)境中進行，危險系數(shù)極高;而且采煤作業(yè)的勞動強度極大，長時間的采煤作業(yè)還會嚴重傷害采煤人員的身體健康。在采煤作業(yè)中應用自動化技術(shù)，則可以降低采煤作業(yè)的風險，并且提升采煤作業(yè)的效率。本文將就此方面展開論述。關(guān)鍵詞：煤礦;采煤;自動化技術(shù);應用在煤礦生產(chǎn)中，采煤作業(yè)居于核心地位。但長期以來，各地煤礦實行粗放式采煤作業(yè)，機械化程度低、井下作業(yè)時間長、生產(chǎn)效率卻長期難以提高。因此，應當在采煤作業(yè)中主動應用自動化技術(shù)。一、在采煤作業(yè)中應用自動化技術(shù)的

2、意義采煤作業(yè)必須在復雜的井下環(huán)境中進行，采煤人員必須在4060的井下高溫中工作，并時刻面對甲烷、二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、二氧化氮、氨氣、氡氣等十多種有害氣體，在井下作業(yè)中，還可能出現(xiàn)瓦斯突出、沖擊地壓、地下水涌出等各種意外情況1。因此，井下采煤作業(yè)的危險系數(shù)極高;而且采煤作業(yè)的勞動強度極大，長時間的采煤作業(yè)會嚴重傷害采煤人員的身體健康（風濕病、肺塵病已經(jīng)成為采煤人員的職業(yè)?。?。在采煤作業(yè)中應用自動化技術(shù)，可以有效降低采煤作業(yè)的風險，降低百萬噸死亡率，并且提升采煤作業(yè)的效率，提升采煤作業(yè)的經(jīng)濟效益。二、自動化技術(shù)在煤礦采煤中的應用薄煤層開采，是長期困擾采煤作業(yè)的一個難題。眾所周知，薄煤層厚度

3、較低（往往小于1.7米）、工作采高小，難以投入大批采煤人員進行井下作業(yè)。應用自動化技術(shù)，實行無人工作面采煤，則可以解決這一難題。目前，國內(nèi)已經(jīng)有煤礦企業(yè)進行了無人工作面采煤試驗，并獲取了圓滿成功。進行無人工作面采煤，需要使用配有faceboss系統(tǒng)的自動化采煤機，并在采煤機上安裝姿態(tài)傳感器、傾角傳感器、紅外發(fā)射器;還要在薄煤層礦井內(nèi)每個液壓支架上安裝紅外發(fā)射器2。自動化采煤機進入礦井，推進到某一液壓支架附近，接收到液壓支架發(fā)出的紅外信號;采煤機便能自行確定運行的位置，并根據(jù)該位置的煤厚動態(tài)自動計算當前采煤機前滾筒的采高和后滾筒的下切量。在采煤機沿平行煤壁或垂直煤壁方向開始自動采煤作業(yè)時，姿態(tài)傳

4、感器則確定采煤機沿平行煤壁和垂直煤壁方向的傾角，用以補償因煤層傾角變化影響的采煤機的挖底和采高量。國內(nèi)某煤礦薄煤層工作面，有176架液壓支架，采用無人工作面采煤，具體程序如下：采煤機進入工作面，向左進行第一輪采煤作業(yè)，從第7根液壓支架處開始采煤，至第28根液壓支架住停止;采煤機推進到第28根液壓支架住后停止作業(yè)，向右轉(zhuǎn)向，開始第二輪采煤作業(yè)，從第28根液壓支架處開始采煤，至第7根液壓支架住停止;采煤機推進到第7根液壓支架住后停止作業(yè)，向左轉(zhuǎn)向，開始第三輪采煤作業(yè)，從第7根液壓支架處開始采煤，至第171根液壓支架住停止;采煤機推進到第171根液壓支架住后停止作業(yè)，向右轉(zhuǎn)向，開始第四輪采煤作業(yè)，從

5、第171根液壓支架處開始采煤，至第148根液壓支架住停止;采煤機推進到第148根液壓支架住停止作業(yè)，向左轉(zhuǎn)向，開始第五輪采煤作業(yè)，從第148根液壓支架住開始采煤，至第171根液壓支架住停止;采煤機推進到第171根液壓支架住停止作業(yè)，向右轉(zhuǎn)向，開始第六輪采煤作業(yè)，從第171根液壓支架住開始采煤，至第7根液壓支架住停止。如此循環(huán)推進，在整個無人工作面采煤過程中，地面的操作人員通過主控計算機實時獲取采煤機的位置，對采煤機進行遠程監(jiān)控3。三、展望采煤自動化技術(shù)未來的發(fā)展盡管國內(nèi)采煤自動化技術(shù)取得了一定的進展，但總的來看，國內(nèi)采煤自動化技術(shù)與發(fā)達國家相比仍存在著較大的差距;這也意味著國內(nèi)采煤自動化技術(shù)還

6、有極大的上升空間。展望采煤自動化技術(shù)未來的發(fā)展，我們認為：采煤自動化技術(shù)將向機器人采煤與物聯(lián)網(wǎng)采煤融合的方向發(fā)展。所謂機器人采煤，指的是采煤作業(yè)中使用全自動化刨煤機，根據(jù)計算機設(shè)定的深度對煤層進行自動截割（目前，在德國、美國等發(fā)達國家，已經(jīng)廣泛采用全自動化刨煤機4）;所謂物聯(lián)網(wǎng)采煤，指的是在采煤作業(yè)中廣泛使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：在井下及井下機械設(shè)備、液壓支架上大量設(shè)置無線射頻傳感器、靜態(tài)傳感器、動態(tài)傳感器，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)感知層;使用移動通信技術(shù)、m2m技術(shù)，構(gòu)建高效的傳輸層;使用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應用層與服務(wù)層，而后實施精細化的采煤作業(yè)。將機器人采煤與物聯(lián)網(wǎng)采煤融合起來，通過

7、物聯(lián)網(wǎng)，利用無線射頻傳感器掌握井下的各種參數(shù)，采用遠程通信技術(shù)、自主定位技術(shù)、自動導航技術(shù)來控制機器人進行精細化采煤，利用無線射頻傳感器、靜態(tài)傳感器、動態(tài)傳感器掌握機器人的實時運行狀態(tài)并不斷進行動態(tài)調(diào)整，必將進一步提高采煤作業(yè)的效率。結(jié)束語采煤作業(yè)，伴隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)。所以，采煤作業(yè)也將隨著當代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展而不斷向前發(fā)展。在采煤作業(yè)中應用自動化技術(shù)，必將大幅提升采煤作業(yè)的效率，并推動我國煤礦生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級。因此，這方面的問題值得我們進一步深入研究。參考文獻1高燕京.采煤機自動化及智能化控制技術(shù)分析j.當代化工研究，http：/ 2020（13）：68-69.2楊永亮.煤礦采煤技術(shù)發(fā)展與采煤自動化技術(shù)j.石化技術(shù)，2020，27（06）：364-365.3王超