关键词：工作面自动化；割煤；研究探讨；综采
一、前言
煤矿工作环境以及工作条件的恶劣，粉尘、煤尘、瓦斯等自然灾害，对煤矿开采工人的身体健康都有极大的威胁，很多从事煤矿开采相关工作的工人都因此患上了相关的职业病。为了避免这种身体健康安全问题的发生，很多的相关学者和专家都在研究如何实现全自动化的无人工作面。也就是说，在井下进行生产作业时处于无人的状态，全程自动化割煤，完全不需要人工现场参与。相关的工作人员只需要坐在监控室里监控无人工作面的自动化割煤情况和状态即可，出现问题时及时调整，并进行远程控制。目前，这项技术已经逐渐在加大研究和完善并得到了一定的应用，本文也将以7米大采高工作面自动化为例进行分析，希望能够提高我国煤矿事业的进步和综合效益以及经济利益的全方面提高。
二、工作面自动化割煤的意义
随着科学技术的发展，煤矿开采逐渐变得机械化、机电一体化和安全化以及自动化。新的煤矿开采割煤技术：工作面自动化使得割煤更加的便捷，规范与安全。工作面自动化使得割煤速度提升，煤矿开采工人的安全得到保障，而且煤矿开采的效率大大增加。工作面的自动化主要包括：薄煤层、中厚煤层和厚煤层的自动化。这些在提高割煤效率和煤矿企业的健康发展起到了重要的作用。但是，煤矿的开采也存在一些不足之处：相关部门监管不严、煤矿开采企业的技术条件落后、管理工作不到位等。这些使得工作面自动化在实际应用中的效果并不理想，对煤矿的开采产生了许多不利影响。因此在今后的发展中，要克服这些问题，不断改进完善煤矿的开采割煤工作，以提高煤矿的综合效益，使得工作面的自动化在应用中充分发挥其积极作用。
1、综合机械化采煤机的自动化
割煤所采用的主要设备就是综合机械化的采煤机。这种设备为了实现割煤落煤较好的效果主要是采用左右滚筒往返进刀的方式。我们若想实现采煤机的自动化的最大化，我们不仅要保证电机保护和液压系统的温度还有压力等基础设施的安全之外，还要确保在采煤机机身上安装好能够实现监测采煤机各个角度的传感器。传感器在安装在摇臂上之后，利用摇臂的角度和尺寸可以测量出滚筒的截割高度，可以控制好割煤场地的范围。通过摇臂上安装的高清摄像头的反馈，我们可以及时发现并解决问题，更加准确地判断当前工作面采煤机的工作情况。软件上对于大数据的研究和三维建模也是当前采煤机要实现更强的自动化目标的要克服的主要难题。通过煤机机械结构尺寸及各部位传感器反馈数据建立煤机三维动态模型，根据左、右滚筒高度反馈，形成工作面顶、底板的变化曲线，从而判断工作面采高及顶、底板起伏情况，并且根据实时反馈曲线进行人工干预曲线线形，计算机软件根据人工干预目标值与实际值进行对比从而算出左、右摇臂高度需调整数值，最终使采煤机达到自动调整顶、底板到预期目标，从而实现精确的自动化割煤工艺。
2、可弯曲刮板运输机的自动化
工作面原煤通过刮板运输机运出，经过转载机将煤转载到顺槽胶带输送机上。可弯曲刮板运输机的自动化投入，首先运输机驱动单元需要能够实现自动调速功能，可以通过转矩或者电流，自动调整电机运行速度，通过转矩与电流的平衡，来计算出最佳转速，从而达到运输机运行环节最大程度低功耗高效率运转；其次在电机上加装编码器，来监测电机转子运转圈数，通过驱动部减速器的减速比及链轮尺寸能够直接换算出运输机链条运转圈数，从而能够统计出每天链条的运转量，可弯曲刮板运输机的三台变压器负荷输出数据，能够直观的反映出每个时间节点运输机的负荷情况，结合运输机每天的负荷量及前面统计的链条运转圈数，通过软件计算平衡，来确定每天的平均磨损量及检修维护重点，确定检修项目及检修工时，从而达到科学高效检修的目的；由于综采工作面生产条件的复杂性，现场可能发生很多设备运转异常的情况，为了避免设备运转期间，人员无法现场监测，运输机异常挂卡等状况造成断链、断刮板等情况，在运输机的多点进行异常震动采集时必不可少的，我们可以在需要监测的地点加装拾震器，并参考设备带负荷运行的正常振动值来设置传感器提取参数底限，如有持续异常震动，自动发出报警停机，并向控制台发送错误地点报告，能够有效的避免因异常挂卡造成的设备磨损或损坏，同时提高了现场设备运行的安全系数。
3、液压支架支撑掩护的自动化
综采系统工作面支撑和掩护的主要设备就是液压支架。如何做到液压支架与割煤机之间的自动化结合成为我们研究的首要任务。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆支架小循环功能实现了支架面朝采煤方向的自动移动。该功能由3个基本的单个动作组成，分别为支架降,前移和支架升。支架小循环功能可以由操作者从邻架控制器启动，也可以进行成组移架,成组推溜等成组功能的操作。启动自动化模式，液压支架跟据采煤机移动位置，自动移架、推溜、收打护帮等操作，并可以通过远程程序来启停。另外，如果相应的工作模式被开启，更多动作将能在同一时间内被执行。另外因为工作面自动化的提高，相应的工作人员也有所减少，因此我们必须主要通过压差、流量、采高等传感器配合，监测支架是否存在漏液或者爆管等情况的发生来判断液压支架的工作是否存在问题，从而解决问题。当支架爆管时，进液管流量会不断供给阀组而回液管侧则没有或有很少量回液，这说明此时支架有爆管或大量漏液的问题，从而判断支架爆管状态；随着工作面周期来压会造成乳化液由各位置安全阀中卸载而白白流失，收集利用好这部分乳化液将会大大的降低日常生产成本，因此乳化液收集回收装置将是降本增效生产不可或缺的一部分，将所有安全阀尾端卸载口加装收集管，并统一汇总后，将安全阀卸载液及支架反冲洗液集中回收至废液回收箱，在废液回收箱中安装乳化液过滤装置，过滤其中多余杂质及成分并重新利用注入乳化泵站的乳化液箱，将会大大的降低日常乳化油的投入量，从而从源头上降低了生产成本，提高了生产利润。
四、工作面自动化割煤应用的发展对策
尽管工作面自动化割煤应用已经进步很大，但仍然存在一定的问题，为了弥补其不足之处，推动工作面自动化充分发挥其作用，使得综合效益的提高，针对以上提出的煤矿综采技术应用中的问题，提出了以下几点发展对策：
1、推动煤矿综采技术管理的创新
为了促进工作面自动化割煤得到有效应用，自动化机器设备的管理中要充分认识到工作中的不足之处，针对具体情况，采取相应的对策，从而推动自动化机器设备管理技术的创新。科学技术不断发展的今天，各个领域都实现了机器设备的自动化，因此要推动煤矿综采技术中机器设备的自动化，这样能有效的加快煤矿开采的速度，使煤矿开采更加的安全，降低煤矿开采的危险性，节约成本，提高回收率，确保煤矿开采的安全高效。煤矿企业要充分认识到工作面自动化的重要作用，重视利用先进技术的作用，利用先进的技术设备，建立健全煤矿综采技术应用管理的监控网络，随时察看煤矿工作面自动化机器设备的运转情况，发现问题及时处理，更好的为割煤服务。除此之外还要完善各项煤矿工作面自动化机器设备管理的规章制度，并且做到严格落实各项措施，便于监管，提高自动化机器设备管理的工作效率。
2、提高煤矿工作的信息化水平
要充分重视信息技术的作用，利用现代化手段利用计算机建立机器设备的数据库，并且做到及时录入机器设备的各项信息，从而全面的掌握机器设备的各项信息，以便随时查阅。一旦发现机器设备出现故障，及时有效的处理，以保障设备的良好性能。另外，有关的硬件设施也要投入建设与软件应用相结合，根据煤矿实际需求来配置硬件。制定落实机器设备管理的相关制度，把事前维修、运行中维修和事后维修联系起来，使机器设备在运行的各个环节中得到保障。及时发现机器设备的问题与故障，进行有效的维修处理，以保证机器设备的日常运作。
3、改进机器设备的管理技术
采煤机自动化割煤一方面能够发展和完善自动化割煤的工艺，另一方面能够消灭自动化割煤的盲区，可以在分项的菜单中将自动化设置一个独立的菜单，而且设有其子菜单，依据现场具体情况调整自动化的区段，这样可以设置多个采高段，全工作面采煤机开切可以以方形的方式显示。只要煤矿现场的条件允许，我们都可以采用自动化割煤。自动化综采工作面投入使用后，我们不难发现，矿井生产的效率、安全系数以及质量都得到大幅度提升，因此对煤矿的工作面自动化设备要加强重视，不断的进行技术创新和机器设备的更新使用。另外还要改进综采的工作面自动化机器设备的综合管理，及时发现问题、解决问题，提高机器设备管理的工作效率。
五、结束语
虽然我国的煤矿割煤技术在不断的进步，但是还是没有达到我国的要求，这就需要我们不断的努力，创新出新技术，生产出新的煤矿割煤的机器设备，解决煤矿割煤中的一系列问题，不断提高工作面自动化的应用技术。只要合理的运用工作面自动化割煤的方式，不仅可以使煤矿的割煤有效安全的进行，而且可以提高煤矿企业的综合效益。在实际的煤矿开采割煤过程中，我们要及时的发现问题、解决问题，充分认识到不足之处，结合煤矿割煤的实际需要，采取有效的方式方法弥补不足。重视煤矿工作面自动化的创新应用，不断完善、改进技术，加大技术管理力度，从而使煤矿工作面的自动化充分发挥其有益的作用，使煤矿的开采、割煤顺利进行，提高煤矿的效益，增加煤矿企业的综合收益。
参考文献：
[1]张步勤. 薄煤层综采自动化关键技术及应用研究[D].中国矿业大学（北京）,2015.
[2]王国法. 综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向[J]. 煤炭科学技术,2014,(09):30-34+39.
[3]王国法. 煤矿综采自动化成套技术与装备创新和发展[J]. 煤炭科学技术,2013,(11):1-5+9.
[4]于励民. 利用国产装备实现综采自动化的研究与实践[J]. 工矿自动化,
论文作者:沈永红
论文发表刊物:《科技中国》2017年10期
论文发表时间:2018/5/2
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