淺談煤礦采煤技術的發展與采煤自動化技術

白二寬 薛建峰

【摘 要】所謂自動化技術，就是指在沒有人為直接干預的情況下，機器按照預定程和指令自動進行操作或者控制的過程。近年來，我國煤炭采礦工作環境得到改善，目前在煤礦開采中較為常用的設備是采煤機以及綜采配套設備，相關人員應該綜合考慮現場情況和技術條件，采用科學合理的方式，研制適用于不同深度煤層的自動化開采工藝，以期實現我國煤炭開采的安全、持續和高效。當前居民生活和社會生產對煤礦資源的需求量持續增加，也帶動了我國煤礦行業的快速發展。采煤技術逐漸趨于自動化方向發展，通過引入自動化技術能夠降低企業人力資源投入成本，提升煤礦開采的效率和質量，避免發生安全事故，對促進煤礦行業的自動化和現代化發展具有現實意義。

【關鍵詞】煤礦生產;采煤技術;自動化技術;分析

在我國經濟發展新形勢下，社會生產對煤礦能源的需求量持續增加，煤礦作為傳統能源的代表，在經濟建設中的地位依然不能取代。煤礦企業在開展采煤作業中，采煤技術和采煤機械是影響生產效能的關鍵因素。在科學技術的支撐下，自動化機械不斷應用，自動化采煤程度也獲得提升，對促進行業發展發揮了關鍵作用。

1 我國煤礦采煤技術發展現狀

在行業發展新形勢下，煤礦產業結構出現了一定的變化，技術革新和工藝改進也更加迅速，基于企業技術能力、經濟實力的差異，人工采煤、半機械化采煤以及機械化采煤均獲得不同程度的應用。當前主要采用的采煤技術包括：掘進技術，通過使用掘進機完成采煤生產，在開展井下作業中，單個機器可以同步完成支護工作和掘進工作，縮短井下作業周期，提升生產效率和采煤質量;巷道支護技術，通過高強度錨桿完成支護，可以提升井下支護效果，與以往的支護形式相比較，其具有更好的穩定性和安全性。

2 煤礦采煤技術的應用原則

2.1 經濟適用

為追求更大的經濟效益，企業在應用和選擇采煤技術中，要綜合考慮技術的經濟適用性，在保證投入低、產出高的基礎上，提升企業經濟效益，加速采煤工藝和采煤技術的創新，通過提升生產效能而實現經濟效益。

2.2 安全可靠

煤礦生產具有一定的危險性，屬于高危行業，尤其隨著我國采煤作業的不斷深入，安全成為影響企業發展的關鍵因素。在應用采煤技術中，要秉承安全可靠原則，在確保生產安全的基礎上，合理應用采煤技術，檢查運輸設備、支護設備以及通風設備，降低發生安全事故的概率。

2.3 提升產能

提升產能是創新和改革采煤技術的重要目標，在應用采煤技術中，要將提升產能作為重要衡量因素，在確保安全生產的基礎上，促使煤礦產量不斷提升，不浪費資源、減低成本，推動煤礦企業的可持續發展。

3 采煤自動化技術概述

3.1 應用價值

隨著自動化技術的發展與應用，煤礦行業技術革新已經成為必然趨勢，企業想要在激烈的競爭環境下謀求更好的發展，則要積極引入自動化技術，認識到其應用價值。首先，自動化采煤可以推動行業機械化發展進程，由于自動化采煤以各種先進的機械設備為支撐，企業想要提升自動化程度，則要加速設備更新換代和研發創新，開發更多效率高、安全性好的機械代替人工操作，降低井下發生安全事故的概率。其次，提升生產效能，在以往的井下作業中，主要采用人工開采的方式，不僅生產效能低下，還容易由于人工操作而發生安全事故，引入自動化采煤技術，能夠由機械代替人工生產，并且具有人工控制、信息傳輸、在線監測等功能，可以顯著提升生產效能，尤其隨著智能化技術的發展，在礦產選定和調查中還能夠提供重要參考。最后，降低人力成本，自動化技術主要依賴機械設備完成采煤工作，其所具備的運算能力、信息儲存能力、生產能力適合井下狹小空間作業，以往依賴人工開展的地下檢查、信息傳輸等工作都可以通過設備完成，可以降低企業人員投入，進而節約人力成本，確保人工作業安全。

3.2 主要設備

在煤礦行業發展新形勢下，自動化是其發展的重要方向，在西方國家煤礦生產中，自動化技術發展較早，在很多工序中都已經實現了自動化生產。近些年，隨著我國科學技術的快速發展，采煤自動化設備大量涌現，當前在自動化生產中主要應用的設備包括刮板輸送機、液壓支架以及自動采煤機。首先，刮板運輸機的職能為煤炭運輸，可以起到固定采煤機的作用，在臨時移動液壓支架中能夠充當臨時支點，其具有較高的自動化程度，能夠快速完成煤炭運輸，適當井下人工作業量，在提升運輸效能的同時，還能夠降低企業人力成本投入。其次，液壓支架，以液壓作為動力完成移動、升降等運動，在井下生產作業中，其主要起到頂板支撐作用，可以促使采煤工作在安全環境下進行，在自動化技術的支撐下，液壓支架可以自動完成高度調控，根據頂板高度開展支撐工作，其與采煤機相互配合，可以降低井下作業強度。最后，采煤機屬于井下作業最為重要的機械設備，在以往的井下生產中，主要采用人工采煤方式，不僅增加了井下作業人員，還難以提升生產效能，自動化采煤機可以完全取代人工作業，尤其在一些高危井下作業，能夠避免人員傷亡，隨著信息技術、傳感技術和遠程控制技術的發展，操作人員可利用計算機對采煤機進行遠程控制，完成精密的采煤作業。

3.3 裝備特點

自動化采煤技術以自動化裝備為支撐，其裝備具有以下特點：第一，主機架構成較為復雜，涉及多個組裝部件，分為整體結構和分體結構兩種，大部分部件都屬于獨立結構，具有較強的強度和剛性，可以更好的適應井下煤礦生產環境，部件之間不存在力的作用，在開展采煤作業中，主機架承擔反切力，可以快速完成采煤作業。其次，自動化采煤機械的搖臂結構，具有功率高、結構簡單、強度大等特點，可以結合生產實際進行360°回轉，現代自動化采煤機主要采用銷排無鏈結構，能夠應用于各種復雜的生產環境下。最后，自動化設備主要采用遠程控制的方式完成生產作業，控制系統具有多元化功能，在完成設備控制的同時，還可以利用傳感器對井下安全情況、工作狀態進行監督，并且及時反饋檢測結果。

3.4 工藝類型

當前我國自動化采煤技術的工藝類型包括以下三種：第一，短臂開采。其主要是利用采煤機的兩個端頭快速完成開采作業，可以在巷道中進行快速切煤，具有較高的生產效益。當前，短臂開采已經在我國煤礦生產中獲得廣泛應用，在小規模礦井或者煤層較厚的礦井開采中具有顯著的應用效果。第二，長臂開采。該開采工藝是借助成套的自動化設備而完成開采作業的一種方式，在布置工作面中，主要以運輸平巷和回風為主，要求井下通風系統良好、穩定運行，長臂開采主要應用于大規模井下作業，其日產量要遠遠高于短臂開采。在應用過程中，煤礦企業要結合井下的具體情況，對刮板運輸機的位置和鋪設距離進行科學設置。第三，綜合開采。屬于一種新型的開采方式，尤其在老礦區開采中，應用效果和開采效能顯著，當前在小型和中型井下開采中，綜合開采具有廣闊的應用前景。

4 結語

總而言之，煤炭行業面臨著技術革新，引入自動化采煤技術，能夠顯著提升生產效能、降低人力成本、確保作業安全，符合行業發展趨勢。因此，煤礦企業要積極開展技術創新和科研攻堅，提升企業的行業競爭力。

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（作者單位：內蒙古仲泰能源有限公司）