薄煤层综采自动化采煤技术的应用

发表时间:2020/6/30   来源:《科学与技术》2020年第5期   作者:肖植广
[导读] 煤炭资源是我国非常重要且有限的自然资源
        摘要:煤炭资源是我国非常重要且有限的自然资源,随着时间的推移,大自然中的煤炭资源已经使用了越来越多,剩余的煤炭资源也是相当有限,而且也越来越不易开采。虽然天然气,核燃料等其他资源可以暂时替代它的作用,但对于某些方面还是不可缺少的。这就要求采煤工作时要在更深的井下开采,开采难度也是加大很多。薄煤层是一个比较特殊且重要的采煤工作区域。因此,研究薄煤层综采自动化采煤技术并应用到开采作业中变得更加重要。
        关键词:薄煤层;综采自动化技术;研究应用
        引言
        综采自动化技术是指通过国内外的高端先进的煤炭开采技术,改善之前的技术水平,使得因环境复杂,被污染等不易开采煤炭的矿山得到开采的可能。薄煤层和极薄煤层开采煤炭就非常需要综采自动化技术。经过勘探发现,薄煤层存在的煤炭资源总量很大,可以占到矿区总煤炭量的80%,但由于薄煤层区域地质复杂多变,工作面采高低,可见度不高,使得开采难度加大。而将综采自动化技术应用到薄煤层的开采中,则可以很大程度上保证开采工作的安全进行,降低开采难度,提高煤炭生产效率。
        一、研究应用薄煤层综采自动化采煤技术的必要性
        (一)薄煤层开采煤炭的自动化采煤技术落后。
        现如今,随着科学技术的不断发展,产业结构的不断调整,以往的采煤技术已经相当落后,一般传统的采煤方法满足不了开采的需要。再加上薄煤层的严峻地势,煤尘很大,更是给开采作业增加了难度。其次,根据数据显示,因开采煤矿受伤死亡的工人数量已经下降很多,但是还是不够乐观。对落难的人员分析发现,造成事故的主要原因就是开采煤炭的技术水平和工艺落后造成的,甚至有的一次事故发生多种的矿难,坍塌,爆炸等,严重威胁了开采工人的人身安全。[1]紧随其后的就是,采煤企业为了能进行采煤工作就需要增加工人的成本。但结果仍旧不如意,煤炭的生产量还在逐渐降低,达不到预期的目标。这以上的描述都告诉我们,要想完成开采任务,肯定需要更精细的设备,更先进更高水平的技术。只有我们得到更多的技术支持,才可能解决工作空间,工具使用,工人工作方面的各种问题。通过研究薄煤层的地势发展规律,例如,断层等方面,加之高技术的精确测量和应用,便可以在薄煤层开采煤炭上取得更大的进步,机械能自动化地破煤,运煤,支护,采空区治理等等,进而能更安全,高效的获取煤炭资源,促进煤炭开采企业的健康发展。[2]

        (二)开采薄煤层的煤炭资源是必然的。
        随着煤炭资源消耗量的增加,煤炭需求的增加,使得煤炭开采也得到了广泛的开发。矿山中易开采的煤层,例如,中厚煤层,厚煤层等煤层,几乎得到了充分的开采,处于该区域的煤炭已经相当匮乏了。而薄煤层因开采难度大,开采的煤炭量还很少,剩余的煤炭贮存量还有很多可以供我们开采,这也就要求我们把开采区域向开采难度系数,安全系数更大的薄煤层转换。虽有薄煤层不如中厚煤层经济效益高的客观事实,到现如今也是没有办法了,只能开采薄煤层来加大煤炭的贮存量。即使薄煤层的生产能力比较低,成本高,有的地势险峻的薄煤层只能舍弃,造成资源损失的情况下,只要加强机械的自动化技术水平,也能实现安全高效的开采。
        三、薄煤层综采自动化的三大关键技术
        (一)电子设备控制自动化系统
        既然要实现薄煤层综采的自动化,一定是离不开各种电子设备的。通常情况下,薄煤层开采地方所处的空间都没有很充裕,甚至是狭小的,而实现薄煤层综采自动化所需要的电子设备,比如电源,耦合开关,红外线接收设备等,再加上,支撑这些电子设备的支架也会占用很大的空间。[3]这样在工作人员进行开采作业时所能应用的空间就会非常狭窄,这样不仅会影响工作人员的效率,而且会严重威胁到操作人员的生命安全。同时,为了使开采煤炭达到高效率,以及采煤工作实施的可靠,在采煤工作面,巷道系统以及矿井周围都应该设点监控,这些如果通过人力完成不仅费时费力且不好操作,因此,薄煤层综采技术需要通过无需工作人员,监管人员的设备操作和,工作面综采的自动化才能更好的实现。

        (二)工作面综采的工艺过程
        在进行采煤工作中,通常情况下,采煤工作中的采高高度是固定的,滚桶的截面深度也会比较大,这样就会增加控顶的面积,不利于采煤安全。这时我们通常采用的方法就是搭建一些防护的支架来分散支护的压力。具体的实施步骤为:首先将推刮板传送机,然后移动固定支架,采煤工作中也可以随着采煤机自动逆序刮送机同时移动支架,当然,如果顶板的承受压力比较好,那就可以采用顺序移动支架的方法更为方便。当电子设备发生故障需要维修的时候,由于工作空间的狭小在进行设备维修时,通过应用电液的控制功能将输送机全部外推,这样一来,采矿工作空间就会横向加大。[4]维修完毕后,将在刮机上的输送机全部拉回开采空地,这样的操作不仅为开采矿地节省了空间,而且也省略进刀的步骤,同时还节省了薄煤层开采自动化过程。在实现这些步骤的时候,也应该着重考虑工作人员的生命安全问题,必要时可以借助千斤顶。应用好开采工艺,可以为工作的顺利进行提供有力的保障。

        (三)采煤机自动化技术
        目前市面上采煤机自动化程度并没有达到很高的水准,且普遍没有通信接口,因此并不能实施更好地完成控制工作。现在采煤机的数据收集功能,数字控制功能,远程操控功能还不够完善。因此需要提高采煤机的功能,让采煤机升级更新换代,使采煤机能够更好地完成数据收集,远程操控,双向交流这些作业只有通过收集各种有效数据才能去,才能分析工作中的实际情况进而更好的进行远程操作,提高工作效率。为了实现薄煤层综采电子设备实时监控应该将采煤机中承载信号波以及刮板输送机的信号与监控室连接,并且配备好可以远程操纵的工具,这样一来便节省了采煤机所需要的成本,而且实时监控也能够更好地促进煤矿的开采工作的进行与操作过程中安全问题的避免。
        四、薄煤层综采自动化技术应用的意义
        第一方面,对薄煤层综采工艺技术上的提高,是一些极其薄的煤层也可以得到开采,提高了煤矿的开采率,开采技术的提高使开采工作进行的更加容易,提高了工作效率且保证了操作人员的安全问题,同时,高工艺的开采技术也保证了矿洞利用的持久性。第二方面,对煤层开采的探究,是原来繁杂的工作程序变得更加精简,所需要的操作人员也由多到少,不仅提高了工作效率,而且节省了开采煤矿所需要的成本,同时在采煤工作面上也提高了安全性,可以有效避免意外情况的发生。第三方面,对电子设备自动化的研究,电子设备自动化,从一定程度上解放了双手,传统的煤矿所拥有的空间都很小,但是利用了电子设备自动化就不需要操作人员在煤矿内进行工作,只需要在外面进行远程操控即可,既安全又有利于监督工作的展开。
        五、总结
        随着社会的不断发展,技术的不断进步,薄煤层开采技术在采煤方面显得尤为重要,只有对薄煤层开采技术进行不断的探究分析,基于理念,处于实践,科学证明,才能够更好地应用用薄煤层开采技术。通过提高薄煤层开采技术,不仅可以对煤矿内的顶板进行更好的保护,保证其安全性,还可以利用开采工艺对特别薄的煤层进行开采,使资源得到充分的利用,提高煤矿的开采率。通过利用薄煤层综采自动化技术来取代传统的机械人工开采,是煤矿开采史的进步,薄煤层综采自动化技术也将更好地推进煤矿开采的发展。
        六、参考文献
        [1]汪超. 试论薄煤层综采自动化采煤技术的应用[J]. 山东工业技术, 2019, 283(05):108.
        [2]谢太生. 薄煤层综采自动化采煤工艺技术研究与应用思考[J]. 中国化工贸易, 2017(28).
        [3]康俊. 薄煤层综采自动化采煤工艺技术研究与应用策略[J]. 能源与节能, 2017, 000(007):176-177.
        [4]段云龙. 自动化综采工作面采煤工艺技术研究与应用[J]. 科技与创新, 2018, 000(002):P.33-34.
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