大采高綜采智能化工作面開采關鍵技術研究

胡廣超

（焦作煤業(yè)集團新鄉(xiāng)能源有限公司，河南 輝縣453600）

隨著煤礦行業(yè)轉型升級發(fā)展，煤礦綜采工作水平相對于先前有了較大的提升，但是從當前煤礦綜采工作開展情況來看，通過將智能化工作面開采技術應用到實際開采過程中，對于工作面開采效率有提升的作用。因此，對大采高綜采智能化工作面開采關鍵技術進行分析有著較為重要的作用。

1 大采高綜采智能化工作面開采技術措施

1.1 綜采工作面頂板變形智能化控制技術

當前，不少煤礦開采深度越來越深，綜采工作面支護和之前的支護方式也有很大區(qū)別，假如回采期間不能很好的做好頂板控制，工作面頂板塑性變形區(qū)會出現急劇增加，在這個變形的過程中，應采取有效措施，做好對工作面頂板、幫部變形的有效控制。

1.2 綜采工作面采煤機智能化技術

在開采的過程中，液壓支架和采煤機是主要的工作設備，但從這些設備智能化技術來看，主要技術為：工作面礦壓大數據智能識別分析技術、采煤機記憶截割技術、等技術，其中在定位技術當中，已經取得效果的是機器視覺測量定位技術、紅外制導技術能夠將開采過程中工作面煤壁、頂板和采煤機之間的耦合關系展現出來，在回采中形成自動記憶截割及液壓支架自動跟機體系，是當前開采面開采關鍵技術。

1.3 綜采工作面支護智能化技術

從目前綜采工作面支護情況看，液壓支架支護是常見的支護技術，從液壓支架支護技術智能工作實際應用來看，其中最重要的技術是：液壓支架智能化自動跟機及推溜。當前，智能化水平取得了較大的進展，在應用了液壓支架后，支護效果良好，但是在液壓支架智能化應用依然有著較大的提高空間，從回采智能化技術進展來看，可以進行更為深層次的優(yōu)化，提升綜采工作面智能化水平。

1.4 綜采工作面運輸系統智能化技術

從目前礦井運輸系統智能化進展來看，主要是原煤運輸，從實際情況看，原煤運輸智能化對綜采工作面空間影響較大，從發(fā)展情況來看，原煤運輸設備采取一鍵啟停功能，全面實現綜采工作面運輸智能化發(fā)展。

1.5 視頻監(jiān)控智能化技術

視頻監(jiān)控是綜采工作面智能化發(fā)展的關鍵。綜采工作面相對于煤礦井下其他工作面的特點就是其視頻晃動非常明顯，粉塵大，影響遠程視頻的效果，所以，通過實時數據采集傳輸至集控中心，顯示工作面傾角、采煤機的仰俯角、采高、臥底量、液壓支架姿態(tài)、工作面頂板煤壁等工況參數的非線性規(guī)律關系，探索基于高清視頻監(jiān)控智能化技術的綜采工作面高清成像研究，是更好提升綜采工作面視頻監(jiān)控智能化水平的關鍵。

1.6 超前支護及設備遠程遙控

以端頭支架作為基礎，構建出鄰架控制命令，啟動液壓支架控制器，控制器發(fā)出聲光報警，在端頭支架完成轉載機控制器執(zhí)行、推溜等操作，實現轉載機自動移動的功能。將超前支架電液控制系統作為根本，形成實現超前支護的遠程操控，達到快速移架的效果。

1.7 泵站系統遠程控制

以網絡傳輸技術、系統平臺等作為基礎，形成智能化泵站供液控制系統，推動實現其他設備與泵站系統一鍵啟停、故障聯鎖急停、語音告警聯動控制，特別是將井下在線自清洗綜合供水凈化站應用了楔形過濾技術、纖維過濾技術和RO 反滲透技術，將為液壓支架提供純水，有效的解決了供液的難題，構建出多級過濾體系，形成過濾精度較高的供液保障機制及乳化液自動配液系統，保證工作面液壓系統使用的安全性。

2 提升大采高綜采智能化工作面開采效果的相關舉措

2.1 割煤過程中應重點控制的內容

第一，在割煤的過程中，技術人員應當根據實際開采情況，例如煤質變化、煤層變化及工作面底板情況等對割煤的速度與滾筒的高度及時進行調整，防止出現臺階狀。同時，采煤機割煤的速度還需要充分考慮頂板破碎、煤壁片幫、煤層厚度等方面的因素，不能出現速度過快而導致瓦斯涌出量增加。第二，當工作面初次來壓或周期來壓時，采煤機截割速度要減速至2m/min以下，不能出現瓦斯超限的問題。若存在安全隱患，必須停止割煤，查找原因，在將安全隱患全部排除之后，才能夠開機作業(yè)。第三，采煤機司機應站在液壓支架人行通道里跟隨采煤機，發(fā)生異常情況時及時采取遙控操作，防止設備損壞。第四，采煤割至兩端頭時的安全注意事項：①采煤割至兩端頭時采煤機司機必須將采煤機提前減速，并由端頭維護工將超前支架、單體柱等設備提前回撤。②采煤機割至機頭、機尾前，工作面往外10米處設置警戒線，嚴禁任何人員通過，副隊長安排專職人員做好警戒，嚴禁其他人員進入機頭、機尾。③采煤機割至兩端頭時，除采煤機司機和一名跟班副隊長或班長要站在刮板輸送機機頭機尾處，其他人員全部站在液壓支架內，嚴禁任何人站在滾筒對面。④當采煤機割至兩端頭將煤幫的錨索割出時，要將采煤機退至頂板完好處，并將采煤機、刮板運輸機進行停機閉鎖，人員方可進入煤幫撿錨索。第五，采煤機司機必須與液壓支架工密切協作，超前移架，嚴防出現空頂作業(yè)。

2.2 移架過程中應重點控制的內容

在進行支架的移動之前，應當將相關的準備工作全部做到位，對于矸石、浮煤等必須全部清理干凈。同時，在進行支架的操作時，對于電液控應當緩慢操作，防止出現爆管等安全事故的發(fā)生。支架操作時，應當及時迅速，各項作業(yè)必須嚴格按照操作規(guī)程執(zhí)行到位，不能出現支架傾斜、歪倒等問題的發(fā)生。支架應當成一條直線，通常情況下，偏差應當嚴格控制在50mm 的范圍內，這對于提升大采高綜采工作面支護效果較為有效。支架之間貼合應當嚴密，頂梁應當對頂板緊緊貼合，初撐力應當達到規(guī)定的24MPa 要求。在開采過程中，做好支架管理工作非常關鍵，特別是在移架過程中，不能出現支架傾斜、倒架的問題。若出現了傾斜較為明顯的問題，則應當使用側護板及單體液壓支柱進行調整，同時必須有一名班長以上人員現場監(jiān)護，制定專項安全措施，各鋼性接觸點要墊好襯木，并用雙股8#鐵絲或專用防倒繩裝置拴牢，對單體液壓支柱采取防倒、防滑防脫落措施，人員站位合理，并實行遠距離送液操作。

2.3 移溜過程中應重點控制的內容

移溜時，采煤機割煤后距采煤機中心位置后第6 架依次自動推移6 架刮板輸送機槽節(jié)，使推移后的刮板輸送機達到平、直、穩(wěn)、正、牢的要求，嚴禁停機進行。運輸機在移動之后，各工序操作結束后應及時將液壓支架進行機械閉鎖，推動運輸機的尾部與頭部，對于使用到的管線、電纜等必須整理好，在推移的過程中禁止人員通行。嚴禁使用液壓單體支柱頂、推運輸機電機、減速器等傳動部位。

綜上分析，在大采高綜采過程中，選擇使用智能化開采技術，涉及到的內容相對較多，相對于傳統的綜采在很多方面也出現了較大的不同。因此，煤礦企業(yè)在選擇大采高智能化綜采時，緊密結合工作面的實際條件，采取針對性的措施，全面提升大采高綜采智能化開采工作實效，保證綜采工作的安全性與可持續(xù)性。