首创刨煤机组 薄煤层的自动化开采标兵

杜晓峰++郭帅++闫家正

[摘 要]近年来，薄煤层开采发展趋势及自动化应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，从采煤机程序控制自动割煤技术等多个方面，探讨了薄煤层开采自动化技术的组成，最后结合相关实践经验，就薄煤层开采的发展趋势展开了探讨，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

[关键词]薄煤层；开采；发展趋势；自动化

中图分类号：TD823.251 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0024-01

1 概述

薄煤层以及极薄煤层在我国拥有广泛的分别面积，占到了目前勘测出矿区总数的84%以上，估计可以开采出来的煤炭总量高达61.5亿吨左右，每年都在供给着全国15%左右的煤炭消耗，为煤炭产业与国民经济发展提供了动力，需要对其综采自动化技术的应用与提高进行研究与分析。

目前看来，我国的薄煤层的综采存在着设备落后、技术水平低以及开采量下降的现象。这主要表现为综采技术的关键始终没能够得到解决，致使薄煤层的开采始终在单产低、成本高以及效益差的低端水平徘徊。另外，随着经济的发展，煤炭资源的消耗速度也在不断的加快，对于煤炭的需求使得煤层得到了广泛的开发，而随着中厚以及厚煤层煤炭储量的告罄，薄煤层以及极薄煤层的开采将对行行业整顿以及经济调整做出突出的贡献，但是，当前的薄煤层的开采技术显然不能夠满足经济重担的要求，难以在提高开采效率以及发展循环经济方面有所贡献。

2 薄煤层开采自动化技术的组成探讨

2.1 采煤机程序控制自动割煤技术

采煤机采用记忆割煤技术，通过示范刀学习，煤机自动记录工作面内任一位置滚筒高度参数。

由采煤机上的摇臂角度传感器来计算滚筒高度；左右牵引部D齿轮上安装有速度传感器，可以自动计算煤机的位置和方向；记忆割煤时，根据记录的滚筒轨迹，煤机可自动调整滚筒高度并实现自动割煤；记忆割煤时，煤机会在程序预设位置自动停机并调整滚筒高度，需要人工发出换向指令及给定牵引速度；煤机会自动记录煤机在不同位置煤层的倾角、起伏变化，通过参数设置可以对工作面规律性的变化进行补偿。

2.2 支架与采煤机联动技术

支架与采煤机联动技术的解决途径：支架通过红外线接收器接收煤机上红外线发射器发射的信号确定煤机位置。按照预先设定的程序，支架可自动完成移架和推溜。在工作面两端头，可以由程序控制自动完成三角区内支架的动作。每台支架都有一个独立控制器，控制器之间可以相互通讯。支架主控计算机，可以监视工作面内每台支架的传感器状态及设置支架参数，并可以进行远程遥控。

实现跟机自动化需要有3个基本条件，如下：（1）必须有准确的采煤机位置信号；（2）必须保证工作面的整体工作状态正常，包括各个控制系统和通讯正常；（3）电液控制系统参数配置正确，工作面各个配套设备都可以正常进行。

自动化工作面自动移架（ASQ）大致流程如下：（1）开始跟机自动化；（2）ASQ报警；（3）测试蜂鸣器是否工作正常；（4）检查邻架是否达到合格支撑状态；（5）进行推溜间隙测试并计算推溜间隙大小；（6）降柱直到立柱压力降低到设定移架压力，同时抬底千斤顶动作；（7）拉架，直到拉架至参数设定的行程值；（8）如果在规定时间内未完成拉架，则进行再降柱过程，直到拉架至最终行程；（9）升柱直到立柱压力达到设定的过渡压力以及初撑压力；（10）推溜以消除推溜间隙；（11）结束自动拉架，同时计算支架位置。

2.3 自动化信息通讯技术

自动化信息通讯技术的解决途径，煤机与JOS、监视器之间通过随机电缆及光缆通讯。由通讯电缆在支架主控计算机与支架之间、相邻两架之间传输信号。数据上传系统，所有信号传输至地面调度室，便于远程控制。

3.4 设备状态监测技术

工作面常见的问题，通过设备传感器及随机视频摄像系统监视设备状态，并及时调整设备状态加以解决。

由立柱压力传感器、自动补压系统可防止支架未接顶；支架行程传感器监测拉架或推溜是否到位；支架倾角传感器可防止支架倾斜；随机成像系统可监测煤机与支架是否有干涉；JOS、支架主控计算机可诊断煤机、三机、支架故障并排除。

2.5 采煤机割煤的远程干预

通过在煤机上装一套随机摄像系统来监视煤机滚筒位置，视频信号经过随机光缆传输至控制台的监视器上。煤机信息（滚筒高度、电机电流等）通过随机电缆传输至控制台JOS（JOY顺槽主控计算机）。控制台设置远控遥控器，遥控信号经过随机光缆将传输至于煤机，自动化操作人员根据视频监视器和JOS提供的工作面及设备信息实现对煤机的远程遥控。

3 薄煤层开采的发展趋势分析

薄煤层工作面内地形复杂，可开采的煤层高度小、支护顶板的压力较小，所以今后我国的薄煤层采煤技术主要集中在发展工作面的自动化程度，减少工作面的工作人员两方面。传统的炮采方式采出率及生产效率低，适用于薄煤层的采煤机械应以发展滚筒采煤机、螺旋钻机采煤机、以及新型刨煤机技术为主，扩大综合机械化开采方式的应用空间，当前急需要解决或应在以下几个方面加大研发力度：

3.1 由智能控制器实现定向、定量开采的刨煤机与螺旋钻采煤，实现工作面的采煤机械智能化。

3.2 由于薄煤层工作面内地形复杂，不安全因素较多，人员处在危险环境中，今后重点提高薄煤层开采工作面内的机械自动化程度，提高煤品产出率和资源利用率。

3.3 研究高功率、高可靠性，维护成本低、维护工作量小的大电机驱动、多电机驱动集成等新型技术，从而提高能效比，并且以小型化，集约化的机械设备为主要发展方向，并增强薄煤层采煤机对煤层结构复杂、煤层起伏的适应性。

4 结束语

综上所述，加强对薄煤层开采发展趋势及自动化开采问题的研究分析，对于其良好开采效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的薄煤层开采过程中，应该加强对自动化开采关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

[1] 郅盛庆，李文超.采矿技术中薄煤层的开采现状分析及对策[J].科技传播.2016（10）：60-62.

[2] 张鹤松.采矿技术中薄煤层的开采现状分析及对策[J].黑龙江科技信息.2017（01）：115-116.