采煤机自动化综采工艺关键技术分析

采煤机自动化综采工艺关键技术分析

刘海斌

河南能源化工集团焦煤公司古汉山矿河南 焦作 454000

摘要：煤矿井下作业面采煤机在综采作业时采用了人工截割控制，而且采煤机和液压支架的配合需要人工去判断调整时机并做出调整，效率极低而且安全性极差，已经无法满足高效综采的作业需求，因此提出了新的自动化综采技术方案，对采煤机和液压支架控制系统进行改造，实现井下的自动化综采作业及采煤机和液压支架的联动运行控制，有效提升了井下综采的效率和安全性。采煤机在自动化控制下实现了综采工艺,降低了原煤含矸率和人员数量,实现了矿井安全、高效生产。

关键词：采煤机；自动化；综采工艺；关键技术分析

引言

煤炭作为我国的基础能源，在我国能源生产及消费中占主导地位。随着，煤矿采掘技术的快速发展，煤矿综采工作面也正朝着无人化或少人化方向发展。采煤机自动化是机械化采煤工作面迈向智能化工作面的关键技术支撑，工作性能直接决定了煤矿的开采效率。近年来我国综采面的机械化程度不断趋于智能化、无人化、自动化，采煤机作为我国重要的煤矿开采设备，其主要负责截煤、落煤、装煤等工作，采煤机正在工作过程中，由于煤矿环境较为恶劣，使得采煤机管理十分复杂，为了保证采煤机安全运行，对采煤机自动化管理技术研究十分重要。

1自动化综采工作面系统技术的发展要求

煤矿的开采在当下的工种中是一个及其危险的行业，它所处的环境比较复杂，相比常见的其他行业中，煤炭业所用的机器化比较落后和复杂。目前煤炭的自动化综采工作面仍然存在很大的漏洞，需要不断发展和壮大，只有切实的得到改善，才能确保煤炭的自动化开采顺利进行，当前矿区的自动化技术还不够完善，已经具备了基础的生产能力，基本实现自动化生产，目前智能化煤炭综采的工作面系统还需要稳定高效的开展。抗电磁干扰能力强的网络通信传输平台，未来矿区在自动化煤炭综采系统仍需克服关键性技术问题，以此在推动工作顺利进行的同时，保障技术的稳步发展。

2采煤机自动化综采工艺关键技术分析

2.1液压支架联动控制

液压支架是煤矿井下支护作业的核心，该自动化安全综采系统中，对液压支架组支护状态和安全的控制主要是由支架控制系统来完成的，用于实现液压支架的跟机自动运行，保证液压支架支护时的支护稳定性。该支架控制系统主要包括传感器、支架控制器等，该系统采用模块化的结构设计，不同的支架控制器之间采用隔离耦合器进行连接，满足不同支护情况下的使用需求。

控制系统的核心为支架控制器，不同的支架控制器之间通过总线连接，由分布在液压支架、采煤机上的红外传感器对支架、采煤机的相对位置进行判断，然后根据系统预设的控制逻辑发出调节控制信号，由电磁阀驱动器来驱动电磁阀组的动作，控制对应的液压支架进行调整，满足液压支架的跟机自动运行的控制需求。在液压支架的支护过程中，压力传感器对液压支架的支护压力进行及时调整，保持支护压力的稳定性，避免液压支架因漏油或者矿压波动而导致的支护失稳现象，有效提升液压支架组在整个支护过程中的支护稳定性和可靠性。

2.2远程控制采煤系统

远程控制系统是智能化技术的一种系统操作，除了以上所说泵站的远程操控，远程操控能够更好的展现出采煤人员在井下采煤时所处的环境，远程操控也是当下信息时代的发展趋势。远程操控这一技术在工作状态下要求了技术上的准确性，并且能够准确记录滚筒运行、高度变化以及状态的参数，以此为基础来进行运算和分析，其次，根据出现的数据及运算结果来自动搭建自动化截膜隔板，并且在后期的运行上不断的修复来提升修正模板的准确性。井下工作人员在综采的同时能够自己控制综采自动化运行，使工作人员能够在不同的方位进行远程操控，从而大大增加了工作上的便捷。

2.3煤流系统自动化技术

在中国的煤矿产业中，煤流系统也是为了煤炭产业重要发展趋势，这个技术同时也设计在四个重要的技术维度上，主要在于煤炭综采的监测上，工作面智能技术，大远程监控平台以及智能监控系统，以上所说的智能化系统都能够精确的运用到综采的实际操作中来，从而增加了煤炭产业的发展，其中三个要素主要是：第一，煤炭综采的技术方面，这是一个通过人工图像来分析煤矿中煤料中的成分，并且能够准确的计算出煤炭的产量。第二，工作智能预警技术，这一项是通过改善煤流的工艺，从而来设计煤流适应启动设备装置，提升煤流的运转，同时也节省了煤流的产量，提高了设备的使用寿命。第三，煤流在远程数据中现实，通过改善控制工艺，设计煤流适应启动和设备的装置来有效的提升在煤矿的煤产量，并且能够有效的排除生产的同时带来的设备故障，只有不断的完善远程监控系统，能够让未来实现无人化综采，为煤矿事业的发展能够作为飞跃上的突破。

2.4围岩与支架耦合控制

在煤矿的综采过程中，支护方式是升价改革的环节，围岩与支架耦合控制是传统支护的发展趋势，尤其是在复杂的综采环境下，能够将智能化的理念实现在现实中去，这就需要进一步的去完善分析支架耦合控制的问题。一围岩支架耦合的实际理论相比较，通过对煤壁的参数分析来设定构建液压支架机构，进一步的分析感知系统，从而获取到信息耦合的相关信息，在煤壁的构建上去观察，为了构建起到支撑力的智能补偿，防止煤壁的倾斜，十斤顶的调节为基础，以期实现围岩耦合为控制与智能化系统控制。在煤矿的综采过程中，尤其是在相对于复杂的环境下开展综采时。对围岩与支架耦合扩展智能化系统对地质的包容度来看，只有提升围岩支架的稳定性和安全性，才能保障智能化的稳固发展。

2.5打造全方位视频系统

随着视频数据的传输和虚拟网络的发展，全方位的视频系统已经融入到煤矿的综采中，工人能够更直观地观察井下的环境和处境，操作人员可以根据随时调取不同的位置，不同的时间段的监控画面，与传统的工作面相比较，安装视频监控后操作人员在地面上对特殊环境段机电设备、支护情况进行观察，同时操作人员可以控制井下的摄像头自动切换画面。通过视频的传送才能更加准确的将视频传输到地面的工作台上来，让技术人员通过传输的视频来断定工作，切实的对工作得到了解，同时更能准确地判断出工作的准确性。

2.6地面调度集系统

地面调度系统顾名思义就是在有限的时间内你能够准确地完成一键启停功能，煤矿地面调度室中布局控制系统，也是从传统的角度上来打破启停空间的局限性，在有效的时间内能够保证启停工作，同时也大大减少了时间上的成本，提高了工作效率，不管是在日常的综采工作中，还是在采煤出现突发事故中，都能大大提升时间上的成本。地面调度系统还能大大的节省人员的开支，和传统的生产作业相比较，人员只需要掌握好地面调度系统，熟练的操作，并且能在有效地时间内完成就可以了。

结束语

综上所述，目前煤矿综采综智能化工作和自动化技术的发展趋势，所在在当前工作中，完整的配套系统对能够实现煤矿综采工作的升级化。综采工作面自动化是一个系统工程，在人工智能技术应用于综采工作面的充分考虑采场环境、采煤工艺、控制逻辑等耦合因素引起的适应条件。机器视觉应用于工作面时必须面临思维煤尘和水雾干扰问题，必须考虑支护安全问题。扩大人工智能化技术能在综采工作面的适应范。

参考文献：

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[4]赵佳磊，赵晓举，刘照辉.煤矿综采智能化工作面关键技术研究[J].科技与创新，2021(10):100-101+103.