綜采工作面液壓支架自動跟機技術研究

宋永哲 呂由

摘 ?要：現如今，我國的經濟在快速發展，社會在不斷進步，為提高綜采工作面自動化采煤作業水平，針對王莊煤礦綜采工作面生產工藝工序特點，提出一種細化采煤自動化跟機作業的生產工藝方法，即將工作面自動化跟機作業采煤工藝劃分為工作面中部、工作面機頭和機尾自動化跟機作業3個階段，并對其生產工藝流程和關鍵節點進行詳細的分析和闡述。應用結果表明：該工藝不僅能夠實現工作面自動化采煤各工序連貫運行作業，又可以做到單獨運行操作，工作面采煤工藝自動化作業程度得到了較為明顯的提升，達到了工作面安全高效生產的要求。

關鍵詞：綜采工作面;采煤工藝;跟機自動化

引言

煤炭資源是非常寶貴的不可再生資源。由于煤炭的不可再生性和重要性，對煤炭資源的開采和保護廣受社會的關注。在煤炭綜采工作面上進行系統的開發和創新，是當前研究的熱點。例如工作面支架液壓系統的管控，需分析支架液壓系統發生污染的情況，找到有效改善措施來控制污染，避免影響到綜采工作面支架液壓系統的安全運行。

1液壓支架

如果能夠在采煤的過程中有效地運用液壓支架，自然能夠更好地控制采煤工作面內部的壓力，從而避免讓不正常的垮落頂板直接制約煤礦掘進的進行。多數的液壓支架在使用的過程中不會受到礦壓外載作用的制約。在采面圍巖和液壓支架互相影響的過程中，自然能夠發揮更大的作用。如果液壓支架內部外載合力和液壓支架的合力正好處在同一直線上，多數液壓支架將會被運用于采面圍巖內部。在實際掘進煤礦的過程中，液壓支架內部的控制系統屬于一種常用的控制支架的方式，往往能夠讓支架更好地交替移動。如今，多數的液壓支架已經朝著智能化、自動化和信息化的方向發展。

2綜采工作面液壓支架自動跟機技術研究

2.1支架中部跟機

所有液壓支架全部配套SAC電液控制系統，數據通過CAN總線通訊，命令通過人機交互界面實時對支架動作進行控制，以SAC電液控制系統為核心，依托采煤機紅外線位置監測、視頻探頭、多種傳感器等監測監控裝置，工作面液壓支架跟隨采煤機割煤自動執行升降、推移、補壓和噴霧作業，實現了支架跟機作業自動化。以工作面支架為參照單位，主要參數現場固定說明如下：煤機身長12架，跟機移架距離7架，跟機推溜距離15架，跟機收護幫距離10m，移架范圍1架，推溜距離10m，收/伸縮梁6架，移架范圍1架，推溜范圍10架，伸縮梁1架，跟機伸護幫在自動移架過程中聯動。

2.2采煤機在工作面端頭區域截三角煤階段

采煤機向工作面機尾段端頭區域運行截割三角煤，直至左滾筒將煤壁截透，在該區域范圍內，液壓支架根據設定的間隔距離執行收伸護幫板、伸縮梁、開啟噴霧降塵等相應的動作。

2.3智能集成供液組成

在某煤礦乳化液泵站改造中，采用了智能集成工業系統，包括使用了多級過濾、PLC智能控制、變頻控制系統運行狀態記錄等自動化設備。設計和安裝過程中，技術人員發現自動化綜采工作面供液系統可以解決污染問題。首先，進行系統控制。每臺泵站設置了共用的列車控制系統，安裝在設備列車及中控臺上，連接供應管路和回液管路，方便移動列車進行連接。采用U型銷式快速接頭接口固定，避免多個供應商的設備接口不統一的情況。不打開接線盒的情況下，完成線纜的連接和拆卸。這種連接方式可以降低連接出錯率，減少電纜連接勞動強度，增強電纜連接可靠性。增壓泵供水的乳化液采用自動配液方式。配備好軟化水裝置，在噴霧水箱中取水，避免供水管路內壓力變化，影響增壓泵出口壓力，通過穩定的供水壓力給乳化液混合器供水。上述智能集成供水系統，能夠實現不同型號的組合開關，供壓電壓兼容，配備出不同等級流量。在設備列車之間用快速電纜插接，維護和安裝好列車內部的管路電纜，系統采用大量的自動開啟變頻泵來調節壓力，平均開放數量比傳統的開泵人工控制能夠提高20%的效率，而且同時保證工業流量，自動減少開放數量，降低無功損耗。

2.4正常截割

可以根據煤壁的方向進行編號。并注意按照從端頭到端尾的方向進行。專業的人員更需要根據正常截割的需求來設置相應的參數和目標。主要是由收護幫目標距離、伸護幫目標距離、拉架目標形成和其他內容組成。相關人員先要將采煤機的截割速度設定為6m/min，并按照端尾向端頭的距離來進行截割煤炭。在實際操作的過程中，先讓左滾筒前第34架的支架進行收護，之后再讓距離右滾筒的第2支架進行自動拉架。在實際操作的過程中，其最大的執行力為10架。如果采煤機刮板運輸曲度的機械位于22號-31號之間。采煤機就可以完成清除煤炭的工作。在實際端頭1號-4號的位置，支架會直接伸出90度的狀態。專業人員可以根據實際情況來完成推溜和拉架的作業。如果狀態良好，則可以采用先拉架子后推溜的現象。如果確實內部存在不穩定的情況，相關人員可以用頂板來做支護，避免出現落煤的現象。

2.5遠程控制

通過地面與井下監控中心的光纜連接，調度中心通過控制操作臺對采煤機和液壓支架實現遠程控制。另外，輔以井下支架煤壁攝像頭，可實現對井下采煤機和液壓支架的遠程控制;d）全巷道語音通訊功能覆蓋。順槽及工作面分段裝設了KTC118型語音通訊設備并帶有急停閉鎖功能，實現了全線通訊暢通，方便人員實時聯系和指揮。沿線閉鎖功能可以保證在緊急情況下實現設備的停止，進一步為安全生產提供了保障。

2.6工作面中部跟機作業自動化

工作面生產作業期間，采煤機在工作面中部位置向上運行截煤和向下運行截煤時，工作面液壓支架移架支護、推移刮板輸送機動作規律是一樣的。以采煤機向下運行截煤為例，對采煤機在中部運行截煤時液壓支架自動化跟機移架和推移刮板輸送機操作步驟進行分析。

2.7三角煤截割

當煤層內部的斷層和巷道形成斜交狀態時，自然會形成一種特殊的情況。因為采煤機內部的斜切入煤層之后自然會形成一種三角煤作業區域。專業人員需要在分析完三角割煤的特殊要求之后再直接設置收護幫和伸護幫的參數。注意先將采煤機截割的速度設定為7m/min，之后再借助左邊滾筒前5架的支架有效地進行守護。注意擺在伸護幫作業滯后和采煤機位置的第5架的位置開始執行。

結語

為實現工作面自動化采煤各工序之間相互銜接有序，確保工作面自動化截煤、跟機移架和推溜等工序滿足安全高效生產需要，根據王莊煤礦綜采工作面生產工藝工序特點，將工作面自動化跟機移架采煤工藝劃分為工作面中部、工作面機頭和機尾自動化跟機移架作業3個階段，并對每個階段工序工藝流程進行了詳細的研究分析。應用實踐結果表明，該工藝不僅能夠實現工作面自動化采煤各工序連貫運行作業，還可以做到單獨運行操作，工作面采煤工藝自動化作業程度得到了較為明顯的提升，達到了工作面安全高效生產的要求。該自動化采煤工藝的成功應用為推進礦井綜采工作面自動化系統建設提供了一定的參考。

參考文獻

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