基于滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)的研究

1、    基于滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)的研究    高立強摘 要：在信息技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)今社會中，自動化技術(shù)應(yīng)運而生。煤炭產(chǎn)業(yè)是我國關(guān)鍵的民生行業(yè)，將自動化開采技術(shù)應(yīng)用到媒體產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，能夠有效地提升煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展效率，降低人工成本投入?；诖?，在本文中針對滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)進行研究，分析關(guān)鍵的開采技術(shù)，并且對相應(yīng)的自動化開采進行優(yōu)化，希望相關(guān)的研究能夠為我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來一定的幫助。關(guān)鍵詞：滾筒采煤機；薄煤層；自動化開采技術(shù)；研究：td632.1 ：a ：1671-2064（2017）18-0156-01近年來，伴隨著我國煤炭開采技術(shù)

2、的發(fā)展，基于滾筒采煤機設(shè)備在煤炭產(chǎn)業(yè)中廣泛的應(yīng)用。其中以滾筒采煤機為基礎(chǔ)發(fā)展的自動化綜合采煤技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，在一定程度上促進了我國煤炭開采技術(shù)的機械化、自動化、數(shù)字化以及現(xiàn)代化的發(fā)展，為我國媒體開采技術(shù)的進一步研究打下了堅實的基礎(chǔ)。1 薄煤層綜采機組的應(yīng)用當(dāng)前，我國薄煤層綜合機組設(shè)備共有兩種類型，一種為刨煤機，另一種為滾筒采煤機自動化配套機組。以上兩種機組類型構(gòu)成了我國煤炭產(chǎn)業(yè)開采環(huán)節(jié)中的重點設(shè)備體系，但是兩種綜合機組類型構(gòu)成、功能以及設(shè)備優(yōu)勢均不同。其中刨煤機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單、實際操作下比較方便，在具體的煤炭開采中應(yīng)用能夠有效的實現(xiàn)設(shè)備的綜合控制。刨煤機設(shè)備機組通過控制地壓來進行煤炭的開

3、采，設(shè)備作業(yè)下的能源消耗比較低。并且該種設(shè)備作業(yè)下所開采出來的原煤數(shù)量比較大、個頭大，設(shè)備實際工作環(huán)境比較好。從工作人員操作角度分析，工作人員在對設(shè)備進行操作中需要推動設(shè)備移動的次數(shù)比較少，工作強度不大。但是該種設(shè)備也存在著一定的缺點，首先，設(shè)備作業(yè)對于地質(zhì)條件要求比較高；其次，頂板要穩(wěn)定中等程度以上；第三，斷層間距小，所包含的硬質(zhì)結(jié)核較低1。與刨煤機性能相比，基于滾筒采煤機系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯，在薄煤層自動化開采中適應(yīng)性比較強。第一，對于采煤層厚度的適應(yīng)。滾筒采煤機系統(tǒng)能夠較好的適應(yīng)于大工作面煤層中，并且能夠適應(yīng)煤層厚度變化。滾筒采煤機系統(tǒng)能夠適應(yīng)煤層頂板在實際作業(yè)中所產(chǎn)生的起伏變化；第二，在含有

4、夾矸的煤層中適應(yīng)性較高。滾筒采煤機能夠直接應(yīng)用于包含于夾矸的煤層中作業(yè)，在工作面長度允許的基礎(chǔ)上，性能優(yōu)于刨煤機作業(yè)；第三，由于我國薄煤層自動化煤層環(huán)節(jié)中，一直將滾筒采煤機應(yīng)用破煤操作領(lǐng)域中，通過滾筒采煤機自身縱橫布置截割電動機的方式，提升設(shè)備運行效率2。2 薄煤層自動化開采系統(tǒng)的功能分析2.1 自動化控制系統(tǒng)在薄煤層綜合采礦工作中，包含了三個方向的工作，分別為：三機聯(lián)動控制系統(tǒng)、供電供液系統(tǒng)控制、設(shè)備運行工況監(jiān)測。在單機系統(tǒng)操作模式下，以上三個模塊共同的支配著液壓支架自動控制系統(tǒng)、刮板書動機自動控制系統(tǒng)以及電牽引采煤機自動化控制系統(tǒng)。在液壓支架自動化控制系統(tǒng)中，最為關(guān)鍵的就是基于集中控制模式

5、下的遠程監(jiān)控，實現(xiàn)無人控制，系統(tǒng)滾筒設(shè)備能夠逐步的完成雙向割煤控制模式。同時該種采煤機自動化控制系統(tǒng)在具體的操作模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的截割采高記憶聯(lián)想模式的自修正控制，并且在系統(tǒng)通信安全隔離下，應(yīng)用相應(yīng)的參數(shù)補償技術(shù)。在薄煤層實際開采中存在著很多難題，如上下煤層自動化人工開采難度大，因此，可以將自動化控制設(shè)備分為模塊，實現(xiàn)從機頭、機尾以及根部的階段性開采。同時自動控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機頭、機尾的斜切割3。2.2 液壓支架電液控制系統(tǒng)在滾筒采煤機薄煤層自動化開采模式中，應(yīng)用液壓支架電液控制系統(tǒng)，通過巷道集中控制單位，針對遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行綜合管理。該系統(tǒng)能夠通過mcu主控臺，對電源系統(tǒng)進行整體控

6、制。其中在電源支架系統(tǒng)中包含了兩個支架控制器scu，同時進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸，借助壓力傳感器調(diào)整支架控制器，調(diào)整閥門，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的直接作業(yè)。該系統(tǒng)出了通過電源進行間接控制，還可以數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)閥組、液壓系統(tǒng)以及移位傳感器的直接控制。采煤機上設(shè)置有監(jiān)測裝置，將采煤機位置信息發(fā)送到支架控制器中，根據(jù)系統(tǒng)所接收到的信息，推移刮板輸送機4。2.3 刮板輸送機自動控制系統(tǒng)基于刮板輸送機自動化控制系統(tǒng)在滾筒采煤機中的應(yīng)用，主要是通過對采煤運輸量、運輸阻力、位置信息傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的控制，將具體的參數(shù)傳遞到控制中心以及支架控制器當(dāng)中，在負荷過載超標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況控制系統(tǒng)設(shè)備的整體移動速度。該控制系統(tǒng)在具體的

7、應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)刮板輸送機自動控制，并且在刮板輸送機的基礎(chǔ)上設(shè)定中部槽自動調(diào)斜裝置。該裝置設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢在于能夠自動調(diào)節(jié)輸送機的姿態(tài)與高度，避免槽部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不平整的情況，具體的應(yīng)用能夠有效的提升鏟裝效果。3 滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)優(yōu)化方案3.1 提升系統(tǒng)設(shè)備的裝煤效率在薄煤層自動化開采過程中，應(yīng)用滾筒采煤機設(shè)備雖然能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)要求，但是設(shè)備在具體的應(yīng)用中也存在著一些干擾因素，如滾筒螺旋葉片尺寸要素對滾筒采煤機的裝煤效率產(chǎn)生較大的影響。因此，在應(yīng)用滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)中，提升裝煤效率能夠?qū)ο到y(tǒng)設(shè)備進行優(yōu)化。具體的優(yōu)化方式為：1）在傳統(tǒng)的裝煤系統(tǒng)中，多為但單向的裝煤模式，該種模式在

8、實際應(yīng)用中效率低，而滾筒式裝煤設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的裝煤作業(yè)，使得系統(tǒng)設(shè)備裝煤效率提升一倍以上。應(yīng)用該種設(shè)備，可以應(yīng)用采煤機搖臂下側(cè)結(jié)構(gòu)，對犁板進行科學(xué)的設(shè)置，從而針對犁型裝置的角度進行調(diào)整；2）應(yīng)用多輪推移刮板輸送方式，該種方式能夠直接與雙向裝煤設(shè)備進行銜接，在完善相關(guān)設(shè)備基礎(chǔ)上，保障鏟裝媒體實際效率能夠提升5。3.2 應(yīng)用大弧度結(jié)構(gòu)形式基于滾筒采煤機薄煤層自動化開采環(huán)節(jié)中，開采設(shè)備尺寸以及設(shè)備布置難點較多，為了提升設(shè)備的運行效率，需要改善設(shè)備尺寸布置格局。針對滾筒采煤機新結(jié)構(gòu)的研究，充分的運用立柱結(jié)構(gòu)、進口液的原理，在薄煤層開采過程中應(yīng)用大弧度缸底與活柱物上腔外進液口的結(jié)構(gòu)形式。針對電液控制閥

9、的體積、尺寸，進行優(yōu)化與改進，結(jié)合實際的薄煤層自動化開采實際過程，減小電液控制閥的體積。在實際應(yīng)用中，能夠利用緊湊型扁平鏈與極薄煤層刮板輸送機鑄焊結(jié)構(gòu)布置部槽。在做好以上的改進措施之后，基于設(shè)備尺寸的問題能夠有效的被緩解，并且確定相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，采煤機裝機功率為237711kw。最小機面高度為583mm，最小采高為0.5米6。3.3 監(jiān)測裝置抗污染問題綜合采煤裝置在實際應(yīng)用中，能夠在支架上增加攝像頭，反映到巷道控制中心中。在比較特殊的采煤作業(yè)環(huán)境中，需要有效的解決掉低照度條件下的防塵視頻監(jiān)測裝置抗污染問題。目前，在傳統(tǒng)的薄煤層采煤系統(tǒng)中，采取的措施是在攝像頭前安裝防塵風(fēng)罩，該種方式在風(fēng)罩內(nèi)部設(shè)

10、置特殊的風(fēng)道，保障壓風(fēng)管道的實際風(fēng)流能夠直接通過風(fēng)道，最終形成渦流負壓風(fēng)幕，有效的降低鏡頭上的塵霧消除。4 結(jié)語綜上所述，滾筒采煤機自動化開采技術(shù)的應(yīng)用，能夠適應(yīng)煤層頂板在實際作業(yè)中所產(chǎn)生的起伏變化，在工作面長度允許的基礎(chǔ)上，性能優(yōu)于刨煤機作業(yè)。在本文中針對滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)進行研究，分析其不同的技術(shù)模塊，并且提出相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化對策。如，提升系統(tǒng)設(shè)備的裝煤效率、應(yīng)用大弧度結(jié)構(gòu)形式、監(jiān)測裝置抗污染問題等。參考文獻1馬鴻.滾筒采煤機自動化與智能化技術(shù)在煤層開采中的應(yīng)用j.機械管理開發(fā)，2016，（05）：77-78+85.2范生春.滾筒采煤機薄煤層自動化開采技術(shù)的運用j.山東煤炭科技，2015，（12）：64+67.3蘇小立.采煤機仿形截割運動學(xué)分析d.太原理工大學(xué)，2014.4范映沖，鄧月華，王元奎，何興巧，楊凱.薄煤層綜合機械化開采技