薄煤层滚筒采煤机自动化采煤技术的研究

郑启明

（山西煤销集团金塬达煤业有限公司， 山西 临汾 041000）

引言

我国薄煤层所占的比例较高，可是开采难度比较大，在开采的过程中不能充分借助自动化设备，从而严重制约了煤炭行业的发展。因此对滚筒采煤机的自动化程度进行分析，已经成为煤炭开采公司亟需解决的问题，只有不断优化滚筒采煤机的自动化程度，才可以提高薄煤层的开采效率[1]。

1 薄煤层工作面自动化开采系统原理

1.1 薄煤层自动化控制系统

煤矿企业为了提高薄煤层自动化控制能力，必须对巷道集中控制进行优化，这样技术工作人员可以借助控制集控中心，进而能够实现远程控制。与此同时在开采层时不需要依靠人工值班。通过分析结构组成图可以发现，薄煤层自动化开采系统主要包括三部分：采煤机自控系统、刮板输送机系统和液压支架控制系统[2]，如图1 所示。

图1 薄煤层自动化控制系统组成机构

采煤机在工作的过程中，必须能够实现自动截割，可以实现自我修正。与此同时能够有效地消除通信系统与系统总线变频器之间存在的干扰，以及实现通信单元之间的动态参数补偿等。当采煤作业处于中部阶段时，煤炭开采必须依据设定的参数实现自动化作业，假如煤层厚度发生变化，那么设备可以借助系统中的联想模式实现自我修复，这样可以有效地提高自动化开采的精确度。假如在开采的过程中遇到断煤层，那么集控中心的操作人员可以实现远程控制，保证自动化开采的正常进行。与此同时，开采期间上下端头往往出现自动化开采难题，这时可以把上下端头划分为三部分：机头、机尾以及跟机，并且将这三部分进行标记，从而实现自动化控制机头、机尾以及跟机移架，这样可以保证滚筒采煤机在工作的过程中能够斜切进入三角煤层[3]。

1.2 液压支架控制系统

液压支架电液控制系统重要的组成部分由巷道集控中心电液控制以及对应的远程数据传输控制组成。其中电液控制主要包括如下两种：一控一、一控三。当处于一控一的运行状态下，一台液压支架设置1 台支架控制器，当处于一控三的运行状态下，台液压支架设置3 台支架控制器。与此同时，在采煤机上配置了红外发射器以及对应的检测装置，而对应的红外接收传感器设置在液压支架，这样可以有效地把采煤信息输送给采煤机系统[4]。

1.3 刮板输送机自控系统

在对薄煤层实施开采时，刮板输送机系统可以将位置与阻力等数据输送给巷道控制中心以及对应的支架控制器。当采煤过程中，采煤量超标，这时该系统能够调整采煤机的割煤速度，与此同时可以给子系统输送指令，以便完成自动控制。此外，为了实现输送机高度调节，相关工作人员可以把中部槽自动调斜装置设置在刮板输送机上[5]。

2 滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术的应用

2.1 煤矿概况

某煤矿在设计时将开采量设定为30 万t/年，在运行期间对煤矿进行改造产量可以得到42 万t/年，可是最后产量有出现下降的趋势[6]。经过实地考察发现，煤层厚度不稳定，并且煤体疏松，通常煤层厚度为0.8～2 m，煤层的倾斜角度＜180°。由于黑色泥岩以及砂质泥岩都是底板岩的主主要组成部分，岩石抗压能力比较强。煤层直接顶岩是长石砂岩，与此同时开采煤层处于伪顶岩石多为页岩，厚度范围为0～1.5 m。

2.2 配套设备

在进行煤层开采时应该使得各个设备都达到理想的配置，诸如选择液压支架、刮板运输机以及对应的滚筒式采煤机，这样可以较好地提高采煤量。在选择设备时必须注意从如下几个方面：第一，液压支架在对采集的信息进行分析发现，煤矿可以选择两柱掩护式液压支架，不仅具有较好的伸缩量，而且能够实现快速移动[7]。第二，滚筒式采煤机在开采薄煤层过程中，工作面底板位置往往不断变化，依据此种情况可以借助矮机身以及长度较短的滚筒式采煤机，本工程使用集输送机式滚筒采煤机，其可以实现视频拍照，对开采煤层实现监控[7]。第三，刮板运输机主要特点为：中部槽位置较低、宽度较大等，详细的配置如表1 所示。

2.3 应用效果

自从应用了滚筒式薄煤层自动开采技术，大大提高了工作面的生产能力，煤层工作面产煤量可以达到4.5 万t/年，并且工作面能够实现自动化控制[8]。

3 结语

对于中厚煤层的开采设备来讲，薄煤层开采难度较大。由于自动化技术的不断发展，薄煤层自动化设备借助进回液原理，有效地解决了设备空间问题，及时位于低光照环境下，能够实现防尘监控，不断优化开采效率，不断提升设备的稳定性，实现薄煤层开采的自动化，不仅可以实现无人现场操作，而且可以提高经济效益。

与此同时，采用滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术极大地提高了开采效率以及生产量，保证了煤矿开采能够及时完成生产计划。在引用滚筒采煤机自动化技术之后，极大地提高了装煤效率，基于动化采煤的情况下，优化煤矿的开采效率，从而能够获得更好的经济效益。

表1 进行煤矿开采作业主要设备配套方案