采煤自動化技術質量研究

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在社會經濟不斷飛速發展的背景下，各個行業都面臨著關鍵轉型，對煤炭行業而言，一方面要充分利用傳統煤炭采煤技術，推動我國煤炭產業的進一步發展，同時也要積極開展技術創新，提升煤礦采煤的機械化水平和自動化水平，從而獲得更高的經濟效益和社會效益。因此對煤炭企業而言，必須全面了解煤礦采煤技術的發展，以及各種采煤自動化技術的應用。

1礦采煤技術的發展

1.1采煤掘進支護技術的發展

掘進技術在煤礦采煤技術中是非常重要的構成，可直接影響井下作業的效率和安全性。而在社會經濟不斷發展的背景下，煤礦開采深度在逐漸加大，井下作業難度也越來越高，此時需要對設備做進一步完善，在一體化的方向推動采煤掘進技術的發展。在這樣的背景下，掘錨一體化技術得到了廣泛應用，這項技術主要依賴的是掘錨一體機，可以在巷道掘進的同時進行支護，可達到有效提升井下作業效率和安全性的目的。掘錨一體化技術工藝流程如下（見圖1）：檢查探頭位置、工程質量、瓦斯情況、兩幫、頂板和底板的情況，然后利用掘錨機的切割頭開始割煤，一次割煤作業結束后重復上述檢查，然后開始頂板和兩幫的支護，支護結束后整理底板，并繼續下一個工藝循環[1]。在頂板的支護中，首先要選擇錨桿，通常頂板支護中錨桿的直徑為22mm，材質為左旋無縱金高強度螺紋鋼，長度為2400mm，可采用樹脂結合長錨固的方式進行錨固作業。開始錨固之前應明確鉆孔深度、直徑，鉆孔深度一般為30mm，深度在2200~2300mm之間，以1200mm為標準進行錨固。關于鋼筋拖梁的制作，可使用直徑為16mm的鋼筋焊接成（100×4800）mm長的鋼筋拖梁，托盤規格為（150×150×10）mm，并配合螺母托盤調心球墊、尼龍墊圈等共同使用。除靠近兩幫的錨桿，其他錨桿皆與巷道保持垂直，靠近兩幫的錨桿向外和巷道呈10°夾角。采用鋼筋網片護頂，網片采用彎鉤搭接，搭接處應在100mm以上，搭接完畢后用18號鐵絲以一道壓一道的方式間隔聯網。關于錨桿的布置，頂板可按照1000mm排距、每排6根錨桿、錨桿間距900mm進行布置，靠近巷幫的錨桿排距可設置為250mm。在巷道兩幫的支護中，可使用直徑為22mm、長度為2000mm的左旋無縱金高強度螺紋鋼錨桿。兩幫支護的鉆孔深度在1890~1930mm之間，鉆孔直徑為30mm，以1200mm為標準進行錨固。利用w型、規格為（400×280×4）mm高的錨桿鋼護板制作托盤，同時配合使用規格為（150×150×10）哈密的高強度拱形托盤以及螺母、托班調心球墊和尼龍墊圈。除頂板附近錨桿需要向上和巷道水平呈10°的夾角，其他位置錨桿皆按照垂直的方式設置。兩幫支護中的金屬網規格為（3700×1200）mm，相鄰金屬網采用彎鉤搭接，搭接處應在100mm以上，然后用18號鐵絲以一道壓一道的方式間隔力聯網。關于兩幫錨桿的布置，可以按照1000mm排距、每排4根、錨桿間距1000mm的方式進行布置，最上一排錨桿和頂板應相隔200mm，最下一排錨桿應和底板相隔800mm以下[2]。

1.2采煤自動化技術的發展

我國對采煤自動化技術的應用還不是特別廣，很大程度上和西方發達國家對液壓支架電液控制系統遏制有關，這是因為液壓支架電液控制在自動化采煤中的作用極為重要，可直接影響自動化采煤的效率。我國目前在自動化采煤中也獲得了非常理想的成果，但相較于西方發達國家還有較大提升空間，能夠在采煤工作中應用自動化技術，代表我國經濟條件、技術水平等都已經處在較高水平。目前我國采煤自動化水平的提升速度較快，而且整體正在朝著智慧化的方向發展，學術界也對智慧采煤做了大量研究，而且在某些煤礦已經實現了無人操作的智能開采，但仍有技術瓶頸需要突破。當前全高長臂工作面、放頂煤工作面等逐漸成為主要開采形式，突破了分層開采的限制。并且隨著現代科技的不斷發展，未來我國的自動化采煤必將完善，在煤礦開采中的作用也將得到充分體現。

1.3運輸技術的發展

刮板運輸機當前在我國機械化采煤中的應用非常廣泛，不僅是一種常見設備，同時也是最重要的井下運輸設備（如圖2）。刮板運輸機在運輸煤炭的同時，還可以參與井下環境的建設，同時令一些機械設備能夠穩定運行在井下軌道，自身的支架和支點作用因此得到了充分體現。另外，通過刮板運輸機還可以及時清理工作面上的煤渣，保證每道采煤工序的有序進行，并且創造一個良好的井下工作環境[3]。

1.4裝備技術的發展

煤礦采煤中的裝備技術中最為重要的是電機，電機是以橫向布置的方式設置在井下環境中的，通過電機的變頻運行可以實現無牽引工作。井下的各種設備具有框架大、剛性強、能夠獨立安裝、可實現部件之間的無動力傳遞，比如通過與主機連接懸掛的方式設置搖臂，可以在不回轉的情況下提升搖臂的功率，并且不需要特別大的轉速即可完成這一操作[4]。在井下各類企業設備中，銷排式的無鏈牽引系統擁有比較大的作用力，可以促進整個工作過程的平穩運行，尤其在一些底板條件較差的工作面，可保障工作面各項作業的順利開展。運行采煤設備過程中通過充分結合計算機，可以實現對井各項設備的遠程操控，并布置各項作業的操作流程，而且在后臺可以實時顯示設備的工作狀態，并對設備進行全程監督，這樣當設備出現故障或者異常工作狀態時就可以進行及時處理，保證了井下作業效率和安全性。

2采煤自動化技術的應用

本次對采煤自動化技術的分析，以及某煤礦所采用的綜采自動化技術為例，該煤礦的資源總量為4.40×106t，平均煤層厚度3.6m，擁有超過3700m的工作面走向，經過勘察之后可以得知，煤層的最小傾角為13°，最大傾角為24°，在前期勘測中得知跟煤礦的頂板煤層存在破碎情況，而且具有較高的瓦斯含量，因此為保障作業效率和安全性決定采用綜采自動化采煤技術[5]。2.1控制采煤機在工作面作業過程中，首先需要控制采煤機切割煤層，應用綜采自動化設備執行這些操作，需要首先控制采煤機運行參數，具體要以煤層的結構情況為基礎，對采煤機的運行參數做出合理調整。同時為了保證采煤機能或正常運行，避免出現相應的安全事故，應對煤層的開采速率進行合理控制。一般來講控制煤層開采速率需要以煤層實際尺寸為基礎，從而一方面完成采煤作業，另一方面也使后續的安全防護工作能夠順利開展。綜采自動化采煤機進行采煤作業過程中，還可以應用記憶割煤技術，比如工作上面的情況比較復雜，可以先通過這項技術提前對工作面進行一次全面分析，然后在制定采煤機的運行程序，接下來再通過采煤機與自動化作業的方式完成采煤，這樣采煤作業的進展也就更加順利。另外還需要對采煤機的工作過程進行分析，通常采煤機可以在工作過程中實時收集并儲存煤層數據，然后協調處理各項工作環節，如果工作面存在特殊情況，還能夠采取有針對性的方法有效處理，這樣采煤機和工作面的適應性就會得到明顯提升。另外通過后臺的監控設施也可以及時獲取采煤機工作狀態，然后進行遠程控制，從而令工作面采煤作業更加便利。

2.2控制輸送機負載

應用綜合機械化采煤技術，必須要提高對輸送機的重視，應通過有效控制輸送及負載，促進這項技術作用的充分發揮。這是因為煤礦開采工作的效率和輸送機負載量息息相關，開采過程中應促進輸送設備的穩定運行，保證設備處于正常的工作狀態下[6]。這要求相關人員應對各項參數進行合理控制，另外促進機械設備整體運行穩定性的提升，還需要提高對設備臨時工作狀態的重視。設備在運行過程中可以通過遠程監控技術實時了解工作狀態，然后做出調整，比如在遠程監控過程中發現輸送機出現了過高負載，那么就需要及時檢查設備本身是否存在故障問題，以及運煤量是否過高，避免因為負債過高而導致設備損壞。

2.3液壓支架的控制

液壓支架是綜合機械化采煤中非常重要的支撐結構，控制液壓支架應充分發揮電液控制系統的作用，確保在系統運行中將各項工作充分落實。但綜合機械化采煤對電液系統的要求非常高，而且隨著井下作業的逐漸深入，這一要求還會逐漸提升。因此作為相關工作人員其必須能夠充分了液壓系統，然后結合液壓系統的工作特點，以及井下環境特點協調各項工作流程，保證液壓系統能夠實時接收有效信息，并為整個綜合機械化采煤的順利進行提供有力支持。另外應將后續采煤工作的聯動效應程序落實，促進不同功能關系的順暢連接，從而提升綜合企業文化產品的整體性。

3結語

綜上所述，我國已經進入了新的發展時期，此時各行業都面臨著關鍵轉型，尤其是和我國經濟建設密切相關的煤炭行業。當前為了實現煤炭行業的順利轉型，應明確煤礦采煤技術的發展，然后結合實際情況應用自動化采煤技術，是推動煤礦企業在新時期獲得良好發展的必要手段，更是促進我國煤炭產業良好發展的必要手段。本文對此作了簡要闡述，以期可為相關人員提供一些有價值的參考，從而為煤炭企業在新時期的良好發展提供動力。

參考文獻：

[1]原權全.淺談煤礦采煤技術的發展與采煤自動化技術[J].礦業裝備，2021,28(05):45-47.

[2]焦淵.淺談煤礦采煤技術的發展與采煤自動化技術[J].冶金與材料，2021,41(04):92-94.

[3]穆保龍.淺談煤礦采煤技術的發展與自動化的應用[J].中國科技投資，2019,17(05):78-80.

[4]董清旺，劉文海.芻議煤礦開采過程中存在問題及應對措施[J].科學技術創新，2019,11(22):65-66.

[5]李莊.綜采自動化采煤技術的應用研究[J].礦業裝備，2019,30(04):102-103.

[6]陳哲.淺談煤礦采煤技術的發展與采煤自動化技術[J].礦業裝備，2021,17(02):256.

作者:李耀 單位:晉能控股煤業集團鐵峰煤業公司增子坊煤礦