機械采煤中電氣自動化的應用研究

摘要：在煤炭開采作業過程中，采煤機械設備的先進程度關系著整個煤礦的產量使用技術先進的設備工藝，可以有效的提高煤礦的產量近年來，我國采煤機械自動化發展迅速，自動化采煤機械技術更新較快，自動化采煤機械在采煤生產中應用逐漸增多自動化采煤可以減少員工勞動量，降低煤礦安全隱患，因此自動化采煤技術值得深入研究。

關鍵詞：自動化;采煤機械;采煤

中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2015）02-0063-02

一、電氣自動化技術的發展狀況

電氣自動化的特點有兩個：一個是電氣自動化比較依賴電子技術。電氣自動化控制系統從信號采集、處理信號、控制器的運算直到運算結果的運行都要電子設備的支持。電氣自動化技術的發展離不開電子技術的發展。第二個特點是電氣自動化技術應用十分廣泛。因為電氣自動化技術有很強的應用性又應用普遍，所以極大部分的企業都會得到應用。目前我國電氣自動化不斷的發展，主要的發展趨勢有幾個方面：首先，現在的電氣化逐漸拋棄低頻不斷向高頻發展。提高電氣自動化頻率，對提高產品的質量和增強產量，增加產品的市場份額有十分重要的作用。二是電氣自動化更加依賴計算機的發展。計算機技術的應用，計算機技術日新月異的發展，電氣自動化技術應用計算機技術，對電氣自動化的優越性有顯著促進作用。

二、綜合機械化采煤設備的應用

當前世界上最為先進的采煤設備和采煤工藝是綜合機械化采煤，簡稱為“綜采”，它同時也是電氣自動化在機械設備中的完全應用與糅合。綜采將破、裝、運、支、處五個重要的生產環節完全實現了機械化，減少了人的參與，有效提高了勞動效率，減少了安全事故發生的可能。

（一）裝備特點

一是煤炭井下開采的發展方向是實現礦井高產高效集中化生產。而實現礦井高產高效的前提是提高綜采工作面的單產，實現工作面高產高效，達到一礦一面或一礦二面的高度集中化生產。實現綜采工作面高產高效應以提高綜采工作面的開采強度和采煤機的有效開機率為目標，其技術途徑有提高綜采工作面配套設備的小時生產能力。增加工作面的出煤點。提高綜采設備及礦井生產系統的可靠性，減少工作面輔助工序的影響時間。實現綜采工作面的高產高效主要有單一長壁綜采工作面的高產高效和實現綜采放頂煤工作面的高產高效。

二是采用大能力的新型綜采裝備來實現長期綜采工作面高產高效，也是今后采煤機械化的發展方向，其裝備的主要特點是：設備能力大。大功率（gt;800kW）電牽引采煤機的小時生產能力在1000～1200t以上，運輸機、轉載機、破碎機的小時生產能力在500～2000t以上;自動化程度高，實現了機電一體化;為了適應采煤機快速割煤的要求，采煤機具備自動調高等功能;液壓支架采用電液控制，能實現采煤機、刮板輸送機和液壓支架的自動控制;設備性能好、可靠性高。

（二）綜合機械化采煤工藝

長壁綜采工藝是一種成套綜合采掘設備中效益最高的采煤方法，其工作面巷道的布置相對較為簡單，僅僅包括回風平巷、運輸平巷以及開切眼等，并且對應的通風系統也相對較為完善。在對綜采工作面的有效長度進行合理確定時，可以將整個工作面上產量最高、每噸煤的生產成本最低作為準則，而對工作面長度有制約作用的因素主要包括：工作面上的地質條件、刮板輸送機所鋪設的長度等。而短壁綜合采煤機械的應用主要是基于這樣兩個基本條件在同一個巷道中實現快速的機械化掘進以及在綜采工作面上、下兩端的快速作業。這種采礦方式主要適應于那些開采緩傾斜中厚和厚煤層的中小型礦井，也適于那些回采段較小、不適宜采用長壁綜采設備的大型礦井當中。

三、電氣自動化在機械采煤中的應用

（一）在電氣自動化的過程中，采煤機也不斷的被改良

采煤機從中厚煤層采煤機發展到薄煤層、大功率、大采高強力滾筒采煤機，從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式發展到電磁滑差無鏈電牽引和變頻調速無鏈電牽引。液壓支架高度則從薄煤層、中厚煤層到厚煤層，支架型式由占主導的掩護式，逐漸發展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤（單輸送機）、兩柱掩護式低位放頂煤液壓支架等多種架型。這些發展都是電氣自動化帶來的成果。目前從國內煤礦的技術、效益和經濟條件出發，電液控制液壓支架主要應用與年產400萬t以上的一次采全高長壁工作面和600萬t以上放頂煤工作面及薄煤層高效開采工作面。

（二）電氣自動化技術的應用使得機械采煤過程更加的人性化

人性化的特點除了整個采掘設備的人機工程之外，同時還包括設備的可操控性以及操作過程的人性化。其中，過程采煤機械研究的主要內容和方向是設備故障的專家診斷系統以及綜采工作面對裝備工作情況的遠程監控。這類系統可以保證對設備工況的遠程監控以及對綜采液壓支架的控制，確保采掘設備能夠根據采煤作業面的具體情況進行自適應的割煤操作，且能夠根據煤層的軟硬來對采煤速度進行自動適應、調節。同時，利用電氣自動化技術可以對設備的動態工況進行檢驗和完善，對液壓系統工作過程中的各個受力點（一級壓力點）的狀態進行控制和調節，實現自動對支架推移輸送機拉移的移動和操作等。隨著對現代煤礦生產需求的不斷深入，采掘設備生產廠商開始將電氣自動化技術在機械采煤中的應用重點做出了對應的改變，開始向對采煤機技能型在線檢測、實時故障診斷、工況預警、采煤機械的自動運行以及采煤設備的自動控制等方向轉移，使得綜合采煤機械的自動化水平提升到了一個新的層次。隨著人們對采煤機械自動化水平要求的不斷提高，設計者在電氣自動化技術的應用創新方面應該考慮到：采煤機械設備的工作環境是惡劣的;采煤機械的作業空間狹窄，光線相當昏暗;作業過程中所產生的粉塵、瓦斯以及噪音等會對操作人員造成極大的影響。

四、結束語

電氣自動化技術因為具有效率高、極強的適應能力和安全等優點，在目前采煤設備中被廣泛的普及、利用，這項技術不僅能有效的降低企業生產事故、降低勞動者工作強度，還可以使企業生產得到改觀，提高生產能力和技術水平，增加企業的經濟和社會效益。建設高產量、低成本的煤炭開采企業是所有煤礦企業的共同需求，也是煤礦企業提高競爭力和生存力的必然選擇。電氣自動化技術在機械采煤中的應用、普及，不但提高了企業的煤炭開采效率、提升了開采產量，降低了企業開采成本，提高了開采技術水平和安全等級。未來這種開采模式是一種可持續的、和諧的開采模式，電氣自動化機械采煤技術必然會在采煤行業全面推廣。

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