谈煤矿采煤技术的发展与自动化技术的应用

白会琼

宣威市煤炭工业局，云南宣威 655400

随着我国网络信息技术的快速发展和广泛应用，煤矿企业在采煤作业中也加大了自动化技术的应用，采煤作业的整体技术水平明显提高。很多煤矿企业都开展了信息化矿山的建设工作，在此过程中，将自动化技术设备科学合理地应用到采煤作业的各个环节中不仅是煤矿企业信息化建设的重要内容之一，而且也标志着我国的煤矿行业在逐步实现现代化的发展。而自动化技术的应用为煤矿企业的生产和管理提供了技术平台，对于提高煤矿采煤作业的效率、保证采煤作业的安全性都具有十分重要的作用。因此，煤矿企业要高度重视自动化技术的应用，在采煤作业的采掘以及运输等各工序中充分地利用自动化的信息技术和设备，提高企业的核心竞争力，为煤矿企业创造更大的经济效益和社会效益。

1 我国煤矿采煤技术的发展分析

1.1 我国煤矿行业的发展现状

近年来，随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，在煤矿开采中也扩大了自动化技术的应用范围，特别是在放顶煤、较薄煤层以及全高长壁作业面的开采工作中，通过自动化技术的应用，其产值得到了明显的提高。

直到20世纪的80年代，我国的采煤作业的技术设备水平都还很落后，无法对一些难度较高的煤层进行有效开采。但近年来我国的自动化综采技术以及相关的采煤机械的工艺水平都取得了明显的进步，采煤技术在不断向自动化、信息化和智能化的方向发展，落后产能被逐步淘汰，有力地促进了煤矿行业的转型升级。

1.2 煤矿行业自动化综采技术的发展

1.2.1 综采技术向无人操作以及远程控制方向发展

随着我国网络信息技术的发展，煤矿行业广泛使用了自动化机械设备，而施工危险比较高的采煤作业也在向着自动化、无人化方向发展。目前，在采煤的自动化机械设备中，其自动化技术的应用主要体现在能够自动控制采煤机械的行进方向以及自身位置，并能够自主根据传输设备的当前荷载调节采煤机械的作业速度，此外，还可以自动调取切割面的相关数据，通过远程监控设备以及联动装置自动采集以及记录检测数据。自动化采煤机械主要包括自动化的刮板输送设备、自动化采煤机以及自移液压支架等。自动化刮板输送设备是采煤作业中最重要的综采设备，其不仅能够对开采出的煤矿进行自动运送，同时也为采煤设备以及自移液压支架提供了移动轨道以及支点支撑。

1.2.2 自动化综采设备的结构特点分析

在自动化综采设备中主要采用的是横向的多电机布局，同时采用了具备变频调速功能的机载式无链轨道牵引，其供电系统采用的是双电缆方式，并通过计算机对其进行控制操作，而且在显示屏幕上能够直接以中文输出运行状态以及故障检测的结果。由于综采设备的各主要部分都能够进行独立安装，部件间并不存在连接以及东路传递关系，因此，其具有比较高的刚性和强度。同时其摇臂部分拥有强大的输出功率，且输出轴能够低速运转。此外，该设备的牵引系统采用的是无链式销排装置，不仅能够满足设备运转所需要的牵引力，而且能够保证设备的运行更加稳定，提高了采煤及的适应性，使其能够在起伏比较大的底板上进行作业。

1.2.3 自动化综采设备的工艺特点

自动化综采设备的主要工艺特点是加强了对综采作业面上下端的构建，从而提高了挖掘的速度。例如，在中厚或者比较厚的缓慢倾斜煤层进行开采时，中小型煤矿企业主要使用的是短壁综采设备，而大型煤矿企业在对面积较小的回采区进行开采时也会使用此类设备。

另外，随着煤矿企业不断向节能型方向发展，也开始积极采用了一些成套的节能型自动化综采设备，通过对回采巷道开展机械化作业，优化了巷道的布局，提高了通风系统的性能。同时增加了综采作业面的长度，提高了采煤设备的一刀割量，并且简化了端头和进刀工序，有效地提高了采煤的产量。

2 自动化技术在煤矿采煤作业中的应用分析

2.1 在煤矿采煤作业各个生产环节中应用自动化技术

我国的煤矿企业通过不断学习借鉴国际上的先进的技术，并在煤炭生产的各个关节中都加大了自动化技术以及机械设备应用，使我国煤炭行业的自动化水平得到了全面的提高。但是也必须看到，煤矿企业在应用自动化技术进行采煤作业时还存在很多问题，需要在实践中不断积累经验，积极应用各种信息化技术，并对自动化技术的应用进行完善和创新，从而提高煤矿的生产效率，尽快完成行业的转型升级。

2.2 自动化控制系统的应用

目前煤矿企业在采煤作业中加强了自动化控制系统的应用，同时自动化系统也在逐步向智能化方向发展。以采煤自控系统为例，通过自控技术的应用能够对采煤设备的运行状态进行实时监测，从而技术对采煤机的故障隐患发出预警，并可以实现在线诊断。通话自控系统还可以通过远程监控设备来控制综采作业面上的各种机械设备，这样液压支架就可以在自控系统的控制自动移动到作业点，而采煤机不仅可以准确掌握煤层的变化情况对割煤量进行调节。此外，自控系统还可以根据煤层的硬度来对采煤速度进行相应的调节，并自控监测液压系统的实时压力状况以及受力点的状态等。

2.3 某煤矿在采煤作业中对自动化技术的应用实践

某煤矿的煤层地质条件比较复杂，具有高低压以及高低温等特点。同时其煤层的结构中包括了复合顶板、炭质泥岩以及泥岩夹矸等成分，而且在顶部还有泥岩以及粉细砂岩存在。煤矿采煤主要采用深井作业方式，在采煤作业中应用了大量的自动化技术装备。

2.3.1 自动化设备的选择

该煤矿企业根据其煤层特点以及企业的经济实力，主要选择了国产的自动化技术以及机械设备，并根据采煤作业需要，适当地引进了一些进口的配套设备，对现有采煤设备进行了信息化以及自动化的技术改造，有效地整合了国内外的技术装备。其中，包括对采煤设备以及液压支架的改造，提高了刮板输送设备、输煤机、液压支架以及减速箱等全套机械设备的自动化和信息化水平，从而使采煤作业更加安全高效，同时也提高了自控系统的稳定性以及可靠性。在该煤矿的综采作业面上，主要应用了自动化输送装置、自动化电液支架、自动破碎机、自移式转载设备以及能够自动进行变频调速的采煤设备。

2.3.2 自动化监控设备的应用

在回采作业面的施工中，该煤矿通过PLC技术的应用，实现信息共享，并通过集成自控系统的方式提高了各种机械设备之间的协调性。通过机载信息设备与外界的信息传输提高了监控系统的覆盖面积和监控操作的有效性，从而实现了回采作业的无人值守。

该煤矿企业在自动化的监控系统中主要通过自动通信系统来进行信息传输，同时以PLC技术为核心，对作业面的各种自动化信息设备进行集成控制。在自动化通信系统中主要采用的是总负荷中心的结构方式，其主要构成包括泵站PLC、交换站以及集成系统等。这一系统具有很高的稳定性，而且便于维护管理，不仅提高了对采煤作业输送设备的监测能力，也使得自动化控制系统更加稳定可靠。此外，在该煤矿的自动化通信系统中，其接口以及通信协议都采用了统一的工业技术标准，从而实现了远程的故障诊断以及通讯访问。

2.3.3 自动化控制系统的实际应用流程

首先，自控系统将采煤机等设备所获得数据信息向地面控站的计算机进行传输。然后，通过自动化控制或者采用人工控制的方式，利用PLC进行编程，并发出信息指令，这样就能够及时发现设备中故障因素，从而提高设备的使用率，减少设备故障对采煤作业的影响。同时，矿井通过自动化的综合性网络通信，能够及时地将监控数据传输给控制中心，并实现了煤矿的信息化建设。而位于地面的指挥中心能够通过终端设备中显示的图像以及文字信息及时掌握采煤作业的进展状况和机电设备的运行情况。通过自动化控制系统的应用，使该煤矿采煤技术的自动化水平得到了全面的提高。

3 结语

随着我国科学技术水平的不断提高以及网络信息技术的广泛应用，煤矿企业也应在采煤作业的各个环节中加强先进的自动化技术设备的应用，并在实践应用中不断对自动化技术进行改进和创新，从而进一步提高采煤的效率，并更好地保证采煤作业的施工安全，只有这样才能全面提高我国煤矿企业的现代化水平，增强煤矿企业的核心竞争力，使煤矿企业在激烈的市场竞争中实现企业的生存与发展，为企业创造更大的经济效益和社会效益，并为我国的经济建设以及社会生活提供更加可靠的能源保障。