基于采煤機自動化與智能化控制技術

蘇月軍

（山西焦煤集團嵐縣正利煤業有限公司，山西呂梁033000）

采煤機作為煤礦生產劃時代的高新設備，有著重要意義，首先采煤機提升了采煤的效率和質量，將煤炭的種類細分采集，采煤機的出現也減少了人工的投入，減少了礦井安全防護相關方面的資金。采煤機自身的機構是相當復雜的，尤其是礦井下的環境十分惡劣，一般煤礦井下高溫并且粉塵含量較高，采煤機長時間高速運轉很容易導致出現問題，因此采煤機智能化檢測故障發生原因就變得十分關鍵，將故障信息傳輸到中央計算機當中，計算機進行分析，維修人員可以很快幫助采煤機再次投入使用。由于采煤機自身的自動化以及智能化，需要技術人員進行遠程監控，但是遠程監控方面的自動化程度還需要提升。我國的采煤機當中的監控系統主要引進國外的相關設備，自動化程度不高，還需要我們繼續研發。

1 采煤機當前發展現狀

由于我國煤層開采需求的增多，我國的相關采煤設備也在不斷研發，并且趨向自動化和智能化，種類也越來越多，但是當前最先進的還是滾筒采煤機。我國的煤層開采技術還是存在不足，初期還需要引進先進國家的采煤設施，現在已經可以根據我國煤層的實際情況進行改善了。滾筒采煤機將截割電動設備水平和垂直方面同時放置，提升了采煤機的開采效率和質量。我國煤層類型多種多樣，針對不同煤層的特性，也有多種類型的煤層開采機械設備，但在自動化和智能化方面還需要提升。

2 滾筒采煤機自動化和智能化的關鍵技術

2.1 監控通信技術

煤礦采集工作有著相當復雜的工作環境，并且采煤機的工作時間和工作強度是很大的，在長期的惡劣環境下進行工作，很容易出現故障和問題，因此我們需要在采煤機工作過程當中應用監控通信技術，實時監控采煤機的工作情況。在采煤機當中應用監控通信技術在20世紀90年代就已經投入使用了，當時使用的主要監控通信技術還是高壓動力載波法，雖然保證了信息的傳遞，但是實際的工作效率卻不高。新時代下采煤機當中主要使用的監控通信技術有監督視頻機、遠程雷達還有高帶寬的光纖通道進行傳輸。監控通信技術當中的計算機應當使用防爆計算機，及時接受設備傳輸出來的影像和信息，在互聯網平臺上實現資源和信息的共享，實現對采煤機運行情況的監督。高壓動力載波法主要在煤層厚度1.3～3.5m這一類的中厚煤層發揮作用，煤炭的硬度普氏系數為2～3，屬于中硬煤層。

2.2 機載控制技術

滾筒采煤機自動化和智能化系統機載控制技術是以計算機軟件為依托的，是采礦機投入使用的重要設備，機載控制技術應用所依托的計算機設備首先要具備運行接口和數據信息反饋通道，機載控制技術在應用過程當中會對機載操作的基礎參數信息進行監控，和互聯網技術形成配合，提升采煤機的操作效率和質量。采煤機工作的環境相當惡劣，滾動采煤機進行初始設計的過程中更加注重智能化方面的提升，希望滾動采煤機可以自身對煤層信息進行監控，使用嵌入式控制模板，提升信息收集和分析的能力。采煤機自動化和智能化技術還體現在煤層和巖層的自主區分上，采煤機對煤層和巖層進行區分主要依靠截割電動機的工作電流和滾筒調高油缸的壓力進行判定，對巖層或者是煤層進行切割時，調高油缸的壓力以及截割電動機的電流有所不同。滾筒碰到巖層之后，截割電動機的工作電流的平均值會升高，并且數據以及調高油缸的壓力數據出現很大波動，滾筒采煤機就可以直接判斷是否接觸到巖層。煤巖識別工作過程中，采煤機正常進行煤層切割，滾筒采煤機的下滾筒會沿著采煤機程序設定的路線進行切割，這個時候采煤機的壓力以及轉速還有電流情況都是一個相當穩定的狀態，如果壓力和電流出現了較大波動，那么說明切割到了巖石，需要調整切割的角度和深度。

2.3 走控和截割技術

滾筒采煤機工作的重點就是采高和走控，采高和走控也是提升采煤質量的關鍵，我們追求滾筒采煤機的走控以及截割技術的自動化，主要是為了減少技術人員和探測人員的工作難度，也可以配合滾筒采煤機的使用。滾筒采煤機自動化識別煤層基礎信息有相當顯著的應用意義，相關的技術人員根據我國的煤層實際開采情況進行了相關方面的努力，在研究過程當中也結合了多種高新技術，例如圖像研究方法和地震波測查方法還應用到了高分子射線以及地質雷達等多種技術。但是我國的滾筒采煤機還是主要使用記憶截割法進行操作，這樣的截割方法無法實現自動化和智能化，我國的煤炭儲量非常多，數量和種類都很多，進行實際開采的過程中一般是不同厚度和硬度的煤層有著不同種類的煤炭資源，需要技術人員實時監督采煤機的開采進度，保證和煤層的變化統一。滾筒采煤機當中近年來也加入了熱成像技術，采煤機進行截割的過程中可以通過剪裁和拼圖等多種方式來明確不同煤層的分界線，再安裝震動傳感設備，技術人員進行研究和應用之前首先就要掌握設備運行的原理和應用技術特點，結合區域煤層的分布特點，提升判斷的精確度，提升采礦質量和效率。

2.4 故障預警技術

滾筒采煤機在工作過程當中如果遇到了故障是相當明顯的，一般表現為劇烈晃動或者是工作的停止，但是在煤層開采過程中出現這種問題很可能導致滾筒采煤機出現質量問題，或者是導致煤層的不穩定，這就要求滾筒采煤機有準確的故障預警技術。要想提升故障預警技術的效率，我們首先就需要清晰了解采煤機故障產生的原因，通過對滾筒采煤機故障的分析，我們發現滾筒采煤機出現故障大部分都是因為溫度過高或者是震動幅度太強導致出現問題，如果我們能在采煤機出現故障之前就進行故障的預防，那么煤層的開采效率和開采質量就變得更加重要。采煤機自動化和智能化也體現在故障預警技術當中，采煤機根據自身煤層采集的歷史數據還有信息等來對采煤機當中重點零部件的外形和使用情況進行分析，采煤機將這些信息通過光纖傳輸給計算機，進行全面判斷。

3 總結

在提升滾筒采煤機自動化和智能化的過程中，我們不能僅僅拘泥于這一種類型采煤機的使用，對其他類型的采煤機也可以進行更多的實驗測試。伴隨時代的發展和進步，智能化和自動化技術不斷進步和提升，我國的煤層開采程度也越來越深入，當前攻克困難煤層的煤礦工程越來越多，提升采煤機的自動化和智能化更加重要。自動化和智能化應用的過程中需要精準的信息采集和傳輸，計算機的處理能力也要滿足要求。滾筒采煤機自動化和智能化發展主要還是依靠自動化傳遞和影像視頻記錄以及煤層和巖石層的辨別技術實現，發展的過程中要優化對采煤機的遠程監控，保證整個采煤機的穩定和安全。