淺談綜采自動化采煤技術現狀及應用

仉冰

摘 要：近年來，我國的煤炭產量逐年提高，采掘作業面也不斷向縱深方向發展，為了在確保安全生產的前提下， 提高作業效率，煤礦應當合理應用綜采自動化技術?；诖它c，本文首先簡要闡述了國內綜采自動化采煤技術現狀，在此基礎上，對綜采自動化技術在煤礦井下生產中的應用進行論述。期望通過本文的研究能夠對煤礦產能的提升有所幫助。

關鍵詞：煤礦 ；采煤技術 ；綜采自動化

1 國內綜采自動化采煤技術現狀

所謂的綜采自動化具體是指在煤礦井下采掘作業面安全專家系統的保護下，利用有線和無線兩種通信方式，對關鍵生產設備進行遠程控制，對其工藝過程進行實 時監測，通過采煤機自主定位與導航、煤巖狀態自動識 別、液壓支架電液控制、刮板運輸機自動推移以及工作 面自動監測等技術，自動完成一系列采煤生產流程，對作業程序進行動態優化，實現綜采工作面生產過程自動化、采煤智能化、管理信息化、操作無人化，由此確保煤礦井下采掘作業的高產、高效和安全生產。近年來，在 業內專家學者的不懈努力下，我國的煤礦井下綜采自動化技術獲得了長足進步，如中國煤炭科工集團下屬的天瑪公司在 2008 年時，自主研發出了 SAC 型液壓支架電 液控制系統，并在綜采工作面進行首次應用。目前 SAC在國內占據了 55% 的市場份額，占國產電液控制系統總量的 70%[1-3]。除此之外，還有多款智能型采煤機相繼問世，并在神華集團、晉煤集團、山西焦煤集團等多家煤礦企業中獲得了應用，這在一定程度上提高了綜采工作 面的生產效率和作業安全性。

2 綜采自動化技術在煤礦井下生產中的應用

2.1 無人化系統的應用

對于煤礦井下生產作業而言，遠程自動化控制的最 高目標是無人化系統，其要求現場所有設備均具備信號 傳輸、信息感知、控制信號反饋等功能。根據綜采工作 面成套設備的條件，無人化控制系統構成具體包括以下 內容 ：“三機”自動化控制、工業以太網、視頻信號傳輸 等。其中采煤機的自動化控制技術是無人化控制系統實現的關鍵之所在 。

位置檢測。對采煤機在井下綜采工作面上的位置信 息進行檢測是實現遠程無人操作的前提和基礎，可以借 助光柵對采煤機的移位情況進行實時檢測，其原理是通 過信號處理裝置及光學傳感設備，在光照射下產生出莫 爾條紋，再利用 A/D 轉換技術，對采集的信號進行調整，從而準確感知出采煤機的位置信息。

截割煤作業自動化調整。在綜采工作面上，通過對 采煤機截割軌跡的實時動態調整，可以使采煤機依據煤 層頂板的變化情況，進行仿形截割作業，由此能夠滿足 現場的實際生產需要。當采煤機生成截割的完整路線軌 跡后，在具體的工作循環中，可以使滾筒的調高實現自 動化控制。

狀態監控。采煤機是井下三機的重要組成部分之 一，也是綜采工作面的核心設備，它的運行狀態穩定與 否以及機械本身的健康情況，對高效、安全生產起著決 定性作用。大體上可將采煤機分成兩個部分，即截割部 和牽引部，前者歸屬于機械結構的范疇，提高其傳動減 速機構的可靠性和抗磨損性能，可以使其整體結構得到 有效的改善，同時，運用遠程嚴控技術和作業現場可視 化技術，能夠使地面操作人員對井下巷道進行遠程監視、監控，從而實現對采煤機關鍵部件的健康診斷，由此能 夠大幅度提升采煤機的智能化程度，進而滿足綜采工作 面的需要。

2.2 智能控制系統的應用

該系統針對綜采工作面的采煤機設計的，其由兩部分組成，一部分是監控中心，另一部分是采煤機端。前 者包含隔爆型本安工控機、通訊傳輸模塊等 ；后者包含 編碼器、通訊傳輸模塊、PLC、傾角儀。兩個部分之間以 CAN 現場總線的方式進行通信。該系統具備如下功能 ：

控制方式。在手動控制的基礎上，增設了遠程自動控制和手動控制相結合的模式。

遠程監控。通過組態軟件，監控中心能夠對采煤機的主要工作參數進行實時顯示。

遠程定高。采煤機的搖臂可以根據預先設定好的高度對煤層進行截割，若是需要以人工的方式進行調整， 則在調整之后的搖臂高度會取代當前的設定值。

記憶截割。根據傳感器采集到的采煤機工作信息， 可以自動生成截割軌跡的路線，通過 PLC 的輸出對調高 電磁閥進行驅動，由此便可實現采煤機的記憶截割。

3 結論

總而言之，煤礦井下的生產作業環境較為惡劣，加之一些礦井的地質條件比較復雜，這對采煤技術提出了 較高的要求。想要確保高效和安全生產，實現綜采工作 面自動化是關鍵。通過綜采自動化技術的應用，不但可 以使井下生產作業效率獲得大幅度提升，從而降低生產 成本，同時還能有效減少各類安全隱患，這對于生產過 程安全性的提高具有重要意義。

參考文獻：

[1]毛德兵 ， 藍航 ， 徐剛 . 我國薄煤層綜合機械化開采技術現狀及其新 進展 [J]. 煤炭開采 ，2013（4）：111-114.

[2]王國法 . 高端液壓支架關鍵技術技術研究與產業化進展 [J]. 煤炭科 學技術 ，2014（5）：78-80.

[3]李寧寧 ， 李建平 ， 宋靜 . 滾筒式采煤機裝煤效果分析及參數優化 [J]. 煤礦機械 ，2012（12）：99-101.