創新研發 開采自動化解決行業多方問題

文/本刊記者 宋 莉

創新研發 開采自動化解決行業多方問題

文/本刊記者 宋 莉

馬營

煤炭開采業在我國能源供應鏈中一直占有重要的地位，如何提高開采效率、減少人力資源的使用、降低人員傷害系數、保證開采過程的安全性，一直是煤炭開采技術領域不斷追求的重要內容。

沈陽沈礦選礦設備制造有限公司技術總監馬營多年來一直從事煤炭開采技術的研發與創新，他根據我國煤礦的實際地質條件，著重于無人自動化開采技術的研究，應用機電一體化數控技術，研發出一套先進的無人自動化開采系統。近日馬營向記者介紹了這套系統的技術特點及優勢，以及在行業內的應用情況。

《中國科技財富》：目前，我國煤炭開采行業面臨的主要問題有哪些？

馬營：煤炭一直是各國經濟發展的主要能源之一，開采技術水平的高低直接影響著整個國家的能源供給水平，影響著經濟發展的速度。目前，我國煤炭開采行業面臨著開采效率低、資源浪費嚴重、人工需求量大等問題，都需要在技術上的不斷進步和完善，才能加以解決。首先，我國煤炭需求一直較大，但在開采環節由于技術和成本的原因卻存在著“采厚棄薄”的現象。在開采過程中著重于對煤層厚的區域進行開采，并會留下大量不易開采部分，使該區域煤炭不能完全得到開采利用，造成資源的巨大浪費。其次，開采技術總體水平落后，裝備差、效率低，特別是一些中小型煤礦，多個環節需要大量人工來代替機械化作業，大大降低了開采效率。再次，技術設備的落后，造成工人需求的大量增加，同時也增加了傷害事故的發生機率，煤礦特大人員傷亡事故的發生，其中工作面瓦斯突出、瓦斯煤塵爆炸與頂板事故是礦井重大災害發生的重要原因，如何減少傷害，也是技術方面亟需改進的重點。

《中國科技財富》：針對煤炭開采行業存在的問題，您在技術研發方面是如何解決的？取得了哪些成果？

馬營：實現少人、無人的自動化采礦方式，一直被認為是未來很長一段時間內煤炭開采行業要實現的技術目標。各國也都在進行著相關的技術研究。而自動化采礦技術一直是我和公司技術團隊研發的重點，利用機電一體化數控技術，實現智能化采礦方式，是我們追求的目標。目前，我們已經研發出一套先進的自動采礦系統，運用可編程序控制器，通過人機交互界面，在工作面無人或少人的情況下，實現機械設備的遠程控制。工作人員只需在控制室操作集控臺通過程序控制工作面設備自動完成刨煤、落煤、裝煤、運煤，液壓支架自動推溜、拉架的支護過程，實現了采煤過程的自動化運行。

《中國科技財富》：您研發的自動化采礦系統的技術特點及優勢有哪些？

馬營：我研發的自動化采礦系統將自主定位與自動導航技術、煤巖自動識別技術、液壓支架電液控制技術、刮板輸送機自動推移技術、井下高速雙向通訊技術、組件式礦山軟件與模型技術、數據庫技術以及井下多傳感器技術等多種先進技術結合到一起，實現采煤過程的自動化運行。該系統具有煤巖界面自動識別與自動調高能力，可進行自主定位，利用礦井電子地圖，在計算機上顯示其所在位置，直觀地顯示采煤機行進狀態；采礦流程實現了智能化操作，在采礦設備整體與整個作業流程中可自動控制、協調、適應、保護、調整和修復；雙向高速通訊技術使礦井在通信上實現了快速、準確、完整、清晰、實時地采集與傳輸井下各類環境指標、設備工況、作業參數和調度指令等數據；多傳感器的配合使用，使信息的采集更加準確，為操作者提供了最直接有效的信息，使其可以準確掌握采礦的進展，以及周圍環境情況；擁有強大的數據存儲功能，建立起相應的數據庫，可實現對數據的增加、刪減、修改、查詢、報表打印等功能，并為可視化技術提供三維數據，可對采礦過程中出現的安全、故障、意外等問題進行模擬、分析與預測。此外，自動化開采系統還支持在煤質條件發生變化時，對設備的運行參數和液壓支架的推移參數進行調整，實現工作面遠程控制和安全、高產、高效開采。

《中國科技財富》：您研發的自動化開采系統具有先進的技術水平和優勢，目前在煤炭開采行業應用情況如何呢？

馬營：自動化開采系統的成功應用，可以說打破了不同開采環境對機械設備的限制，經改良后的機械設備可以進入狹窄空間和危險地段作業，增加了開采效率，減少了人員傷害的危險，使煤炭資源得到了更有效的開采和利用。該系統實現了工作面生產過程自動化、采煤工藝智能化、工作面管理信息化以及操作的無人化，從而確保了高產、高效和安全生產。

由于可以解決煤炭開采行業中存在的諸多問題，該系統的應用推廣效果非常好。目前，已經有多家大中型煤礦企業使用了這一系統，并得到了非常好的反饋信息。同時，還有許多企業已經與我們達成了合作意向，希望通過自動化開采系統來提高自身煤礦的開采能力，減少人員傷害事故的發生。雖然，相比傳統的開采方式，使用自動化開采系統需要一定的財力和物力的投入，并進行相應的人員培訓與長期維護，但從長遠角度來說，系統在提高開采率、避免煤炭資源浪費、減少礦工人數配置等方面將發揮出巨大的優勢，為企業實現智能化開采與管理的同時，節約大量成本支出。特別是在安全保障方面，自動化開采系統可以將傷亡事故發生控制到最低，保證工作人員的人身安全，減少甚至避免礦難的發生，有著非常重大的社會意義。