综采工作面自动化采煤技术应用分析

综采工作面自动化采煤技术应用分析

刘欣

陕西涌鑫矿业有限责任公司 陕西榆林 719408

摘要：综采工作面是煤矿企业重要的生产作业。通过自动化技术在综采工作面的应用，能够进一步提升煤矿生产效率与安全性。通过电气、机械、电子设备的有机结合，能够实现自动化采煤、自动化监控，提高煤炭开采质量，保障工作人员人身安全，提升煤炭企业经济效益。本文分析煤矿综采工作面自动化采煤技术的发展现状及具体应用，从集成自动化控制系统、集成自动化控制设备两个方面，对自动化采煤技术的应用进行分析，以期为现代化煤矿生产提供参考。

关键词：采煤技术；自动化；综采工作面

1. 煤矿综采工作面自动化采煤技术的发展现状

煤矿综采是指综合化机械采煤，是煤矿生产过程中，包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理，各个环节的综合作业。煤矿综采工作面应用自动化技术，可提升综采机械设备运行效率，实现煤炭生产环节自动化，提升生产安全系数、机械化程度以及生产劳动效率。综采工作面自动化系统，依靠中心机架结构，具有较强的硬度及稳定性，能够应对各类地形复杂、环境恶劣的采煤工作，同时各个系统部件，可依据安装需要，依次分开、组合及链接，通过计算机，完成系统的综合控制，进一步提升系统精确迅速的作业特点。当前煤矿综采工作面自动化采煤技术的应用，以取得一定的系统构建，涉及到多类机械设备共同协作，整体运行体系较为复杂。大型煤矿生产涉及到数百台煤矿设备及支架的共同运转，自动化难度较高。需要进一步完善自动化采煤技术的应用，从而降低工作难度，提高采煤安全性及有效性，有效控制采煤设备及支架的良性运转、监控设备运行状态，及时发现运行过程中的问题，并不断改进自动化技术性能，才能够全面提高综采工作面自动化作业水平。

2. 煤矿综采工作面自动化采煤技术的具体应用

1. 集成自动化控制系统

1. 控制功能

控制功能是指集成自动化控制系统，可针对各类机械设备进行启停控制，从而保证机械设备根据需要，开始运行或停止工作。控制功能主要包含手动控制及自动控制两种，手动控制主要是针对设备进行单独控制。通过手动控制，能够独立完成破碎机、运载机、刮板输送机等，启停控制，从而确保设备按照需求，进行启停或按照作业顺序完成启停。自动控制主要是完成自动跟机设置，各类机械设备会按照顺序启停，从而保障综采工作面上各个设备的稳定运行。

2. 参数设置

参数设置是指针对各个机械设备，进行工作参数的设置，包括采煤工艺参数、斜切进口距离、左端头清煤次数，右端头清煤次数，清煤距离以及设备折返等待时间等。通过参数设置能够精准的控制设备运行，确保设备生产效率及安全性。

3. 数据采集和存储功能

数据采集和存储功能，主要是针对自动化系统中包含的所有设备进行工作数据采集，主要采集数据有速度、高度、功率、传感器、收集数据等。通过信息系统的处理，可将以上数据集中显示在控制中心显示屏上，方便管理人员掌握设备运行状态，及时查阅相关数据，对相关设备进行设备维修保养等。

4. 报警功能

报警功能是指针对各个设备工况数据进行深入分析，确定工况数据与设定数据的差异，从而发出报警指令，以便及时调整工作设备运行状态。报警功能能够对各个设备工况进行实时监控，通过差异数据，考虑实际工况，从而发出相应报警指令。管理人员可根据指令，调整设备运行状态或停止设备运行，保证生产安全。

2. 集成自动化控制设备

1. 集成控制采煤机

集成控制采煤机，主要是将机械、电气与液压通过集成控制系统，完成采煤机远程控制，通过控制中心远程发送控制命令，实现采煤机运作行动的控制，同时采集各项监测数据，分析采煤机运行状态，调整运作方向，保证生产效率的稳定。

2. 集成控制刮板输送机、转载机和破碎机

刮板输送机是输送设备，主要是完成综采工作面上的煤炭护送工作。开采后的煤炭需要完成一系列的运送过程，煤炭会先经过刮板运输机，然后通过破碎机和转载机。最后变成合适的大小，被转移到带式输送机上。在这一系列的运送过程中，通过集成控制能够有效的分析机械设备运行情况，了解冷却水压力、链轮轴承温度以及电机绕组温度。一系列设备运行数据被反馈至控制中心，控制系统据此设定工况数据报警值。一旦设备接近报警值，就会发出警报声，从而提醒工作人员及时对刮板输送机、转载机及破碎机运行状况进行调整。

3. 集成控制支架

集成控制支架是通过传感器对采煤机位置、运行方向、记忆结构信息进行，指令发送，从而控制支架电液控制系统，实现端头斜切进刀、割三角煤以及中部跟机等功能。支架电液控制系统，能够根据各类指令，完成生产作业，同时在出现各类故障时，可利用集成控制支架，及时发送故障信息，通过集中系统的生产状态调整，及时控制故障设备，避免采煤机位置不当、通讯故障等，导致采煤生产出现问题。

4. 集成控制视频系统

集成控制视频系统，就是对采煤机作业状态进行视频监控的系统。这一系统包括随机视频监控系统以及支架随架视频监控系统。通过集成控制，可对两个系统进行集中监控。通过视频信息，搜集采煤机位置、速率、方向等数据，及时发送故障报警，反映监测到的故障问题。集成控制视频系统，所安装的视频设备，可实现上下、左右，360度的无死角监控，最大范围将视线范围内包含的环境信息，采集并存储到系统中。此外还可配合采煤机的位置，进行智能移动，便于采集作业图像。

5. 集成控制工作面语音闭锁系统

在综采工作面中，通过集成控制工作面语音闭锁系统，能够实现沿线通话故障、检测语音报警，通过无源节点控制组合开关，实现对综采工作面设备的语音控制，完成刮板机闭锁，转载机、破碎机闭锁，在闭锁同时还可向集控中心发送闭锁信息，进一步完成停机命令。

6. 泵站控制

综采工作面供液系统，主要的组成部分即为泵站系统。泵站系统包含了乳化液泵及清水泵，主要是为液压支架提供乳化液、为综采工作面各个运行提供冷却水及喷雾。泵站运行过程中，自动化控制系统能够采集泵站各项监测数据，实现远程泵站系统启停，同时利用图形、动画等，显示泵站运行状态，实现全面的泵站监控与管理。

结语：自动化技术在综采工作面上的应用，能够极大的提高煤炭开采质量及效率，保障工作人员人身安全。煤矿综采工作面自动化采煤技术的具体应用包括，集成自动化控制系统以及集成自动化控制设备两个方面。对各项功能及设备集成控制进行分析，能够进一步为自动化生产提供参考，实现煤矿企业的可持续发展。

参考文献：

[1]李瑶瑶.煤矿综采自动化成套技术与装备在薄煤层工作面的应用分析[J].山西能源学院学报,2018: 1-2.

[2]武栋栋.采煤工艺技术在自动化综采工作面的应用[J].煤炭科技,2017

[3]段云龙.自动化综采工作面采煤工艺技术研究与应用[J].科技与创新,2014:41-42.