摘要：薄煤层综采自动化是国内外煤炭行业一直不断研究的采煤工艺，不断通过提升装备水平和支护手段，改变原来遇到的地质环境、工作面采高低、煤尘大、能见度低的问题，提高人员安全系数，将不可开采的煤层变为可开采煤层，实现三机配套全自动采煤工艺技术。
关键词：薄煤层；开采综采；自动化；智能化
引言
本文以临矿集团里彦煤矿开采为例，具体情况如下：16上煤层：位于太原组的下部，下距17煤层7.74～15.25m，平均10.38m。区内揭露16上煤钻孔66个，煤层厚度0.70~1.44m，平均0.97m，厚度变异系数15.15%，可采性指数100%，为稳定可采煤层。石灰岩（十下）为其直接顶板，层位稳定。该煤层结构较简单，含夹石0～3层，含夹石见煤点占全部见煤点的55%，夹石岩性一般为炭质砂岩和泥岩或粘土岩。底板以泥岩和粉砂岩为主。16煤层现已开采，主要开采采区为七采区、九采区。
17煤层：位于太原组下部，下距石灰岩（十二）6.91～19.40m，平均14.08m。区内揭露17煤钻孔67个，不可采点1个，煤层厚度0.59~1.28m，平均1.02m，厚度变异系数15.97%，可采性指数0.99%，为稳定可采煤层。该煤层结构简单，含夹石0～1层，夹石为泥岩或粉砂岩。直接顶板为薄层石灰岩（十一），部分相变为泥岩、粉砂岩；底板以泥岩和粉砂岩为主，其次为粉砂岩。17煤层现已开采，主要开采采区为七采区。
1薄煤层对采煤设备的要求及开采难点
1.1机身高度
我国采煤设备在机械化程度方面较之发达国家还存在很大不足，因为地下采煤过程中，空间较为狭小，采煤机的机面必须和煤层顶板之间有足够的工作空间，同时还需要保证刮板运输机与采煤机机身之间有充足的空间，避免对滚筒装煤过程造成影响。
1.2机身重量
薄煤层开采需要采煤机有足够的功率，但是通常功率大的采煤机机身重量也比较大。在复杂的地质条件下，既需要采煤机有足够的功率，又需要其本身轻巧，过小的功率无法对煤层进行强有力的切割，过重的机身很难在狭小的空间灵活作业，因此需要对机身重量与功率进行合理科学的选择。
1.3薄煤层开采中的主要难点
薄煤层在开采过程中存在的技术难题，主要表现在这几个方面。
（1）煤层开采空间有限，开采工作很难顺利开展，同时，设备系统在进行安装时，也常常因为空间的限制导致安装过程出现多种问题。
（2）切割难度，因为煤层的开采过程中，不仅仅是对煤层进行切割，还可能碰到硫化铁层以及中断层等，因为受到空间限制，很难适应大功率的割煤机进行切割，极大地增加了切割的难度，设备难以发挥应有的作用。
（3）薄煤层自身缺乏稳定性，煤层厚度的不同对支架的适应能力有着很高的要求，也增加了工作的难度。
（4）输送能力因为受到空间限制，受到很大的影响和制约，降低了输送机的实际输送能力，影响开采工作的顺利进行。
（5）工作面接替，随着社会的发展，对煤炭资源的需求越来越大，为了提高采煤的效率，对工作面接替速度有着严格的要求，其速度要不断加快。
（6）设备投入高，在对薄煤层进行开采时，为了保证整个煤矿企业开采的持续进行，一定要保证企业的经济效益，但是薄煤层的开采通常需要较大的设备投入，同时其产煤的效率低于一般煤层，因此导致整个薄煤层的开采不是很广泛。
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2里彦煤矿薄煤层开采综采自动化与智能化的实施策略
2.1实现对采煤机的自动控制
薄煤层的综采工作无线传输面主要由调控中心、智能分站、工业以太网、采场可视化监测系统、无线传输、数据通信等组成。工作面使用以太网，保证数据传输的快速和安全。监控中心由液压支架控制平台和采煤机远程控制组成，采煤工作人员通过采场可视化监测技术对工作面的液压支架以及采煤机实现远程的操控，顺利完成对开采面的采煤、支护工作的一体化工作的安全实施，这样不但可以减少工作人员的工作量，而且还能够保证工作人员的人身安全，实现了薄煤层的精确开采，避免浪费资源。采煤机自动化控制与远程终端通知系统的实现，极大地便利了薄煤层的开采工作。现代矿井的智能化开采系统成为发展的主流方向，通过远程终端的控制来实现煤层的开采，真正实现无人值守就可以完成开采工作的全智能方式大大地降低了工作面伤亡安全事故的发生。远程控制系统采用先进的计算机控制技术、数字化传感器技术、信息数据库和信息融合模型技术，这几种技术的完美融合，使得采煤机实现了智能化。对于采煤机自动化的控制主要是滚筒记忆切割的实现，增加地址编码和倾角传感器对切割煤层的工作面进行正确的定位，实时监控机身的倾斜角度和摇臂采高工作姿态的控制，通过记忆存储的数据来调整位置。
2.2实现对采煤机的远程控制
采煤机远程控制系统的实现离不开采煤机视频系统的辅助。采煤机视频系统主要由摄像头、无线网络、视频监视器、视频操作台等构成。每一个液压支架上安装一个相应的监测视频系统，将可视化范围照向煤壁。监视器显示通过采煤机滚筒前的摄像头来识别煤岩。网络摄像头采集到的信息通过以太网传送到采煤机远程控制终端显示在视频监视器上。采煤机远程控制系统由组态软件来实现其需要的功能，以图形界面动态显示采煤机的运行状况，控制中枢将会记录最为正常的工作参数以及出现故障时的参数。系统具备手动、定高和记忆截割三种运转模式，在实际的采煤工作中按照具体的情况来选择合适的工作模式。远程控制人机交互界面需要显示出采煤机的工作电流以及牵引电流和滚筒的高度、采煤机位置等。然后采煤机按照相关参数智能化实现：滚筒的左升、左降、上行、下行、截割启动、截割停止等。人机交互的界面实时显示截割曲线，运动状态，方便人为地干预工作状态。
2.3薄煤层综采自动化三机配套设备的应用
薄煤层综采自动化三机配套设备的工作原理为：采用变频电牵引采煤机，利用远程遥控技术，使用刮板输送机配合带式输送机连续运煤，采用两柱掩护式整体顶梁液压支架进行电液操作。电液系统的控制功能主要针对支架，控制内容包括对邻架的单动作进行按键操作。采用自动控制的顺序对邻架进行多动作联动，从前移支架进行的降落到移动再到提升。对邻架各单动作按照自动顺序进行控制，目的是实现采煤机工作位置和运行方向的支架自动控制，完成跟机的自动化控制，成组自动化控制的顺序是先进行2.5 min～3min的操作，然后采用50 s/5架的速度自动控制，跟机速度控制在5 m/min～6 m/min。
2.4刨运机自动化开采技术
利用刨运机进行急倾斜薄煤层的开采，在对工作面进行布置时，利用液压支架与煤层走向相平行的方式依次进行布置，液压架之间的距离大约在1.5m左右。同时，为了将支架之间的配置连接的更好，采用刨运机与推移千斤顶相组合的方式，利用千斤顶，可以有效地加工刨运机的刨头以及机梁推向煤壁割煤。在移动支架时，把刨运机梁在煤壁处进行固定，再通过千斤顶来完成支架的移动。
结束语
实现薄煤层综采工作面的自动化控制系统，可以有效提高煤炭的开采率，确保工作人员的人身安全，提高工作面的回采率。当出现安全隐患时，控制中枢能够及时发现并快速解决故障，实现对综采工作面的无人化开采。
参考文献：
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论文作者:魏建文
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签：煤层论文; 工作面论文; 采煤机论文; 支架论文; 工作论文; 泥岩论文; 砂岩论文; 《基层建设》2017年第29期论文;