李大天
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摘要：矿产资源开采是我国社会经济发展的支柱产业，对保证人们生产、生活的需要有着重要的作用。虽然我国的采矿工艺自动化水平已经达到了较高的水准，但其应用于综采工作面时还存在这一些需要克服的问题。本文主要阐述综采工作面自动化系统的组成、优势及自动化综采工作面作业时需要克服的一些主要问题，探讨采矿工艺在自动化综采工作面上的应用，希望能够为相关的行业同仁提供一些参考和帮助。
关键词：采矿工艺；综采工作面；主要问题；应用
我国的矿产资源开采很多都需要在井下作业完成，具有施工环境复杂、安全风险高、工作面生产条件差的特点，给采矿工作增加难度的同时也难以保证处于井下作业采矿工人的人身安全。自动化采矿技术被广泛应用于综采工作面以后，一定程度上降低了工作面的作业难度，同时也减少了工人在井下危险区域作业的时间，为采矿企业保质保量的完成开采任务提供了可靠的保证。但是由于综采工作面复杂工作条件的影响，自动化采矿技术应用于综采工作面进行作业的过程中，还存在着一些亟待解决的问题，因此加强采矿工艺在自动化综采工作面应用的研究工作仍是相关技术人员最迫切的任务之一。
一、综采工作面自动化系统的组成及优势
自动化综采工作面系统一般由四个部分组成，包括矿层综采工作面系统、液压支架系统、矿层输送系统和远程监控控制系统。其优势主要体现在以下几个方面：第一，传统的采矿作业通常需要10人以上的班组才能完成工作面的开采任务并且其工作内容具有非常高的劳动强度，而自动化综采工作面将参与作业的工人数量精简到3人且只需要采矿工人在旁监护机器自动操作即可，大幅降低了采矿工人的劳动强度；第二，采矿过程中需要对工作面进行支护以确保作业区域的安全环境，采用手动控制器操作支架设备需要频繁切换按键，对控制器和电磁先导阀的使用寿命都会产生一定影响，自动化综采工作面由程序驱动整个支架过程，有效降低了设备配件的耗损率；第三，自动综采工作面简化了矿产开采的操作工序，将在工作面现场作业的人员撤离至安全的工作环境，有效避免了工作面对人身安全产生的事故风险，第四，相比与传统的采矿作业，自动综采工作面减少了采矿人员操作失误、换班等主观因素的影响，使开采过程得以连续运行，增加了采矿工作面的生产效率。
二、自动化综采工作面需要克服的主要问题
近年来，随着国家对矿产开发及矿业生产安全的重视程度不断上升，自动化开采技术在采矿作业中得到了广泛的推广。从现有数据来看，全国的矿产企业在井下进行矿产生产时，采用机械化开采方式进行作业的占比高达七成以上，已经处于世界先进水平行列。但由于发展较晚及部分自动化设备的制约，我国的自动化综采工作面目前仍存在着一些需要克服的问题。首先，自动化综采工作面监控系统所使用的摄像装置分辨率和监控范围不能满足特定条件下自动化开采设备对工作面的要求，很多时候可能不能有效观测到开采区域的矿产分布情况和作业环境变化，不利于作业方案的调整；其次，采矿机在进行自动化作业时，采矿刀对矿层进行切割会产生比较大的振动，从而导致采矿机失去稳定性必须要对其进行校正后才能继续连续作业，影响矿产开采的工作效率；最后，现阶段矿产开采企业所使用的自动化系统要实现井下作业区域和控制人员的联络，需要通过较长的通讯线路进行连接，受线路信号及环境的影响经常会出现通讯中断或延迟的情况，给自动化机械的操作的稳定性埋下了一定的安全隐患。
三、采矿工艺在自动化综采工作面的应用
1、采矿机自动化控制技术
采矿机作为执行矿层开采的主要机械设备，自动化水平直接决定了矿产开采的质量和工作效率，现在使用的自动化采矿机已经可以通过参数设定控制采矿机按照指令完成自动化生产任务。具体到实际的采矿作业，工作人员应用采矿机自动化控制技术应做好以下几个方面的工作：首先在开始作业前，工作人员应根据工作面的生产条件选用对应型号的采矿机并制定出恰当的开采方案；其次，开采作业中要实现采矿机的自动操作，需要工作人员结合开采方案和工作面的实际情况设置采矿机的作业参数；最后，采矿机则按照参数指令控制矿层的进刀量，从而实现采矿机的自动化控制。
2、液压支架自动化控制技术
液压支架自动化控制系统通常由红外传感器、电液支架控制器、主控计算机以及网络数据交换器等部分组成，其中最重要的部分是电液支架控制器。在自动化综采工作面开始采矿作业时，电液支架控制器控制可以通过红外传感器对采矿机的工作状态进行实时的监控，并结合工作面的实际生产条件通过主控计算机对采矿机的工作状态进行针对性调整，以保证自动化综采工作面的连续作业。液压支架自动化控制系统的电液支架控制器能够对综采工作面加以全面的控制，对本架和邻架实行就地控制，肩负着综采工作面区域支护的重要作用，是保证自动化综采工作面稳定安全运行最重要的技术措施。
3、工作面自动化运输技术
工作面自动化运输技术一般是指对综采工作面的刮板输送机和采矿运行轨道的自动化控制，其功能主要是将刮板链条的受力情况和输送机机实际工作的电流数据反映至输送机的控制系统。当自动化综采工作面开始工作时，如果刮板机链条和输送机电流的实际运行数据超出输送机自动控制系统所设定的运行参数范围，输送机就会自动调整运行速度，进而改变采矿机的进刀量，实现对综采工作面的自动化控制。在采矿运行轨道自动化控制方面，自动化运输系统可以根据输送机电机的负荷状态调整轨道牵引的速度，一旦电机负荷过大控制系统就会自动降低轨道的牵引速度，避免输送机长期处于高负荷运行状态，影响自动化综采工作面的作业安全。
4、综采技术
矿产资源的综采工作面自动化作业虽然应用的技术措施都大同小异，但是根据矿产资源的类型和分布不同，其综采技术也应进行适当的调整。例如在井下矿层厚度不超过1.3m的薄矿层综采工作面的作业过程中，由于采矿机的转机滚筒横截面积范围较大，容易触碰矿层产生塌方等风险，需要自动化综采工作面在扩大开采范围的同时建立支护结构，保证矿产开采的安全。此外在综采工作面进行连续作业时，自动化设备的移动也都应该在支护结构的保护下进行，如果在开采过程中某一设备出现问题需要待机检修，液压支护系统应在该区域自动建立完整的支护结构，避免机械设备在作业环境中受到破坏。
5、集控系统
集控系统是自动化综采工作面的核心部分，也是矿业安全生产重要保障。在自动化综采工作面作业过程中，集控系统可以实现对自动操作设备的远程控制，避免工作人员深入危险的综采工作面。与此同时集控系统的监测和报警功能也可以对综采工作面的自动化作业进行有效的监控，当机械设备在自动操作过程中出现故障时，集控系统可迅速发出警报通知工作人员并对故障设备自动进行减速、停机等临时应急处置。随着科学技术的发展进步，现代集控系统还具备了语音识别功能，使工作人员可以通过语音直接向作业设备传达命令，进一步提高了自动化综采工作面的工作效率。
结束语
综上所述，采矿工艺应用于自动化综采工作面，不但可以提升矿产开采的质量还能够借助自动化机械设备减少人工井下操作，能够大幅降低矿产开采的作业成本，保护采矿工人的人身安全。因此，相关工作人员应加强采矿工艺在自动化综采工作面上应用的研究工作，进一步提升矿产开采的机械化、智能化能力，让我国的矿产开采行业在自动化发展进程中稳步前行，为国内的经济建设奠定更为坚实的基础。
参考文献
[1]贾晓宇.采矿工艺技术在自动化综采工作面的应用分析[J].中国金属通报,2019,(10):76,78.
[2]杨振.自动化控制系统在综采工作面的研究及应用[J].中国化工贸易,2019,11(9):159.