薄煤层综采智能化开采关键技术研究

薄煤层综采智能化开采关键技术研究

郑猛

郑猛

山东里能里彦矿业有限公司山东济宁273517

摘要：随着科学技术的不断进步，人们越来越重视社会生产效率的提升以及社会市场经济体系的不断完善。重视对相关行业的生产技术升级，能够保证具体工作的开展进步性要求，也能够促进行业的发展与完善。因此，本文针对我国薄煤层开展的相关工作和技术内容进行分析和研究，希望可以在实际的生产工作过程中掌握先进的开采技术，积累相关的工作经验，保证具体工作的稳定进行。提升我国薄煤层开采的机械化综合技术应用，有助于提升我国社会的生产效率，满足市场经济发展需求。

关键词：薄煤层；综合机械化；开采技术

近些年来，我国在薄煤层开采有了一定的发展，并就炮采、机采提出了一些理论研究，但是对于大功率的薄煤层开采技术的应用上还存在着诸多的不足，这是也我国相关领域的专业人员在不断探索的方向。薄煤层采煤层在工作中由于空间狭小、作业面受限、软底、瓦斯含量高等提点，就导致在工作中加强对作业面的支撑工作成为了工作重点，并且支撑空间必须要满足支架长度，维持设备高度。因此，能够使设备的开机率的提升，工作面的设备故障减少，甚至出现无故障的最优环境的设备应运而生，这种设备就是薄煤层大功率成套设备。

1、薄煤层开采流程方法及配套设备选型

1.1薄煤层开采流程方法

针对薄煤层的开采工作，涉及众多的技术内容，要求实际工作开展必须符合安全生产的相关要求。在具体施工的过程当中，也需要配套的生产技术支持。综合性机械化生产技术支持，成为当下社会生产效率的最基础要求，也是最核心的工作指导理念。面对开采工作中遇到的环境和地质问题，选择不同的开采方式很重要。滚筒开采的方式具有更高的工作效率，能够保障具体开采工作的技术要求，实现对环境和空间的分析和掌握，确保开采资源的优质性要求。

1.2工作面“三机”选型

（1）采煤机选型

采煤机主要参数应适应煤层地质条件，技术性能良好，工作可靠，具有完善的保护功能，便于使用和维护。根据以上条件确定采煤机的实际生产能力、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和方式、功率等参数后，再进行选型。采煤机的实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度及工作时间利用系数。工作面采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角决定，滚筒的选择要适应最大采高、挖底量及装煤效果的要求；截深的选择要根据煤层厚度、煤质硬度、顶板岩性及移架步距确定；牵引力根据煤质、采高、牵引速度、工作面煤层倾角、机身质量及导向机构的结构和摩擦因数等确定。

（2）液压支架选型

液压支架选型需要根据工作面地质情况，综合考虑支护类型、结构、阻力、强度等参数。液压支架选型中最重要的内容是确定合理的支护强度，薄煤层综采工作面空间相对狭小，液压支架需要保证工作面具有开采所必需的空间条件，避免工作面顶板过度下沉。

（3）刮板输送机

刮板输送机选型主要是根据该薄煤层工作面生产能力，通常以1.2倍的采煤机生产能力确定工作面最大生产能力。确定工作面最大生产能力后，再依据煤质硬度及生产活动的需求等条件，选择输送机链条数目及结构。刮板输送机应与选择的采煤机、液压支架相配套，选择相对应的驱动方式、电动机型号等。

2、薄煤层综合机械化开采技术应用条件

2.1环境条件

薄煤层开采应用综合化的机械开采技术，需要针对实际的工作进行测评和考察。薄煤层一般在砂质环境和地质层中出现的比较频繁，砂质环境对于开采工作造成难度，采取滚筒方式的开采更加符合特殊的地理环境，满足对煤炭资源的收集需求。

2.2应用实施条件

除了环境条件因素之外，具体机械化综合开采技术的实施与应用还存在条件上的限制。面对实际的技术升级需求，采取薄煤层开采工作的设计，需要进行产量和具体开采工作的测量与分析，针对不同的实施条件进行生产工具和技术的选择，以此保证设备的良好运作，促进不同地质环境下薄煤层开采技术工作质量的稳定提升。

3、煤矿薄煤层开采综采自动化与智能化的实施策略

3.1实现对采煤机的自动控制

薄煤层的综采工作无线传输面主要由调控中心、智能分站、工业以太网、采场可视化监测系统、无线传输等组成。工作面使用以太网，保证数据传输的快速和安全。监控中心由液压支架控制平台和采煤机远程控制组成，采煤工作人员通过采场可视化监测技术对工作面的液压支架以及采煤机实现远程的操控，顺利完成对开采面的采煤、支护工作的一体化工作的安全实施，这样不但可以减少工作人员的工作量，而且还能够保证工作人员的人身安全，实现了薄煤层的精确开采，避免浪费资源。采煤机自动化控制与远程终端通知系统的实现，极大地便利了薄煤层的开采工作。现代矿井的智能化开采系统成为发展的主流方向，通过远程终端的控制来实现煤层的开采，真正实现无人值守就可以完成开采工作的全智能方式大大地降低了工作面伤亡安全事故的发生。远程控制系统采用先进的计算机控制技术、数字化传感器技术、信息数据库和信息融合模型技术，这几种技术的完美融合，使采煤机实现了智能化。对于采煤机自动化的控制主要是滚筒记忆切割的实现，增加地址编码和倾角传感器对切割煤层的工作面进行正确的定位，实时监控机身的倾斜角度和摇臂采高工作姿态的控制，通过记忆存储的数据来调整位置。

3.2实现对采煤机的远程控制

采煤机远程控制系统的实现离不开采煤机视频系统的辅助。采煤机视频系统主要由摄像头、无线网络、视频监视器、视频操作台等构成。每一个液压支架上安装一个相应的监测视频系统，将可视化范围照向煤壁。监视器显示通过采煤机滚筒前的摄像头来识别煤岩。网络摄像头采集到的信息通过以太网传送到采煤机远程控制终端显示在视频监视器上。采煤机远程控制系统由组态软件来实现其需要的功能，以图形界面动态显示采煤机的运行状况，控制中枢将会记录最为正常的工作参数以及出现故障时的参数。系统具备手动、定高和记忆截割三种运转模式，在实际的采煤工作中按照具体的情况来选择合适的工作模式。远程控制人机交互界面需要显示出采煤机的工作电流以及牵引电流和滚筒的高度、采煤机位置等。然后采煤机按照相关参数智能化实现：滚筒的左升、左降、上行、下行、截割启动、截割停止等。人机交互的界面实时显示截割曲线，运动状态，方便人为地干预工作状态。

3.3薄煤层综采自动化三机配套设备的应用

薄煤层综采自动化三机配套设备的工作原理为：采用变频电牵引采煤机，利用远程遥控技术，使用刮板输送机配合带式输送机连续运煤，采用两柱掩护式整体顶梁液压支架进行电液操作。电液系统的控制功能主要针对支架，控制内容包括对邻架的单动作进行按键操作。采用自动控制的顺序对邻架进行多动作联动，从前移支架进行的降落到移动再到提升。对邻架各单动作按照自动顺序进行控制，目的是实现采煤机工作位置和运行方向的支架自动控制，完成跟机的自动化控制，成组自动化控制的顺序是先进行2.5min～3min的操作，然后采用50s/5架的速度自动控制，跟机速度控制在5m/min～6m/min。

3.4刨运机自动化开采技术

利用刨运机进行急倾斜薄煤层的开采，对工作面进行布置时，利用液压支架与煤层走向相平行的方式依次进行布置，液压架之间的距离大约在1.5m左右。同时，为了将支架之间的配置连接的更好，采用刨运机与推移千斤顶相组合的方式，利用千斤顶，可以有效地加工刨运机的刨头以及机梁推向煤壁割煤。在移动支架时，把刨运机梁在煤壁处进行固定，再通过千斤顶来完成支架的移动。

4、结束语

薄煤层综合机械化开采是未来一定时期内矿井资源开采的重点，尤其是对于资源日渐枯竭的老矿区，高效率、高产能地回收薄煤层资源将是缓解矿井产能危机的重要途径。将薄煤层综合机械化开采技术应用到实际煤矿中，能够大大提升煤矿安全系数，同时减少工人劳动量与材料消耗量，实现薄煤层工作面生产高效与高产。

参考文献：

[1]浅谈薄煤层开采关键方法与技术[J].丁华.技术与市场.2016（02）

[2]薄煤层开采技术与应用[J].介晓波.能源与节能.2015（01）

[3]采矿技术中薄煤层的开采现状分析及对策[J].张鹤松.黑龙江科技信息.2013（09）