基于滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术的研究

高立强

摘 要：在信息技术高速发展的当今社会中，自动化技术应运而生。煤炭产业是我国关键的民生行业，将自动化开采技术应用到媒体产业当中，能够有效地提升煤炭产业的发展效率，降低人工成本投入。基于此，在本文中针对滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术进行研究，分析关键的开采技术，并且对相应的自动化开采进行优化，希望相关的研究能够为我国煤炭产业的发展带来一定的帮助。

关键词：滚筒采煤机；薄煤层；自动化开采技术；研究

中图分类号：TD632.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0156-01

近年来，伴随着我国煤炭开采技术的发展，基于滚筒采煤机设备在煤炭产业中广泛的应用。其中以滚筒采煤机为基础发展的自动化综合采煤技术的研发与应用，在一定程度上促进了我国煤炭开采技术的机械化、自动化、数字化以及现代化的发展，为我国媒体开采技术的进一步研究打下了坚实的基础。

1 薄煤层综采机组的应用

当前，我国薄煤层综合机组设备共有两种类型，一种为刨煤机，另一种为滚筒采煤机自动化配套机组。以上两种机组类型构成了我国煤炭产业开采环节中的重点设备体系，但是两种综合机组类型构成、功能以及设备优势均不同。其中刨煤机的内部结构比较简单、实际操作下比较方便，在具体的煤炭开采中应用能够有效的实现设备的综合控制。刨煤机设备机组通过控制地压来进行煤炭的开采，设备作业下的能源消耗比较低。并且该种设备作业下所开采出来的原煤数量比较大、个头大，设备实际工作环境比较好。从工作人员操作角度分析，工作人员在对设备进行操作中需要推动设备移动的次数比较少，工作强度不大。但是该种设备也存在着一定的缺点，首先，设备作业对于地质条件要求比较高；其次，顶板要稳定中等程度以上；第三，断层间距小，所包含的硬质结核较低[1]。

与刨煤机性能相比，基于滚筒采煤机系统的优势明显，在薄煤层自动化开采中适应性比较强。第一，对于采煤层厚度的适应。滚筒采煤机系统能够较好的适应于大工作面煤层中，并且能够适应煤层厚度变化。滚筒采煤机系统能够适应煤层顶板在实际作业中所产生的起伏变化；第二，在含有夹矸的煤层中适应性较高。滚筒采煤机能够直接应用于包含于夹矸的煤层中作业，在工作面长度允许的基础上，性能优于刨煤机作业；第三，由于我国薄煤层自动化煤层环节中，一直将滚筒采煤机应用破煤操作领域中，通过滚筒采煤机自身纵横布置截割电动机的方式，提升设备运行效率[2]。

2 薄煤层自动化开采系统的功能分析

2.1 自动化控制系统

在薄煤层综合采矿工作中，包含了三个方向的工作，分别为：三机联动控制系统、供电供液系统控制、设备运行工况监测。在单机系统操作模式下，以上三个模块共同的支配着液压支架自动控制系统、刮板书动机自动控制系统以及电牵引采煤机自动化控制系统。在液压支架自动化控制系统中，最为关键的就是基于集中控制模式下的远程监控，实现无人控制，系统滚筒设备能够逐步的完成双向割煤控制模式。同时该种采煤机自动化控制系统在具体的操作模式下，能够实现自动化的截割采高记忆联想模式的自修正控制，并且在系统通信安全隔离下，应用相应的参数补偿技术。在薄煤层实际开采中存在着很多难题，如上下煤层自动化人工开采难度大，因此，可以将自动化控制设备分为模块，实现从机头、机尾以及根部的阶段性开采。同时自动控制系统能够实现机头、机尾的斜切割[3]。

2.2 液压支架电液控制系统

在滚筒采煤机薄煤层自动化开采模式中，应用液压支架电液控制系统，通过巷道集中控制单位，针对远程数据传输系统进行综合管理。该系统能够通过MCU主控台，对电源系统进行整体控制。其中在电源支架系统中包含了两个支架控制器SCU，同时进行相应的数据传输，借助压力传感器调整支架控制器，调整阀门，实现液压系统的直接作业。该系统出了通过电源进行间接控制，还可以数据传输实现阀组、液压系统以及移位传感器的直接控制。采煤机上设置有监测装置，将采煤机位置信息发送到支架控制器中，根据系统所接收到的信息，推移刮板输送机[4]。

2.3 刮板输送机自动控制系统

基于刮板输送机自动化控制系统在滚筒采煤机中的应用，主要是通过对采煤运输量、运输阻力、位置信息传输等环节的控制，将具体的参数传递到控制中心以及支架控制器当中，在负荷过载超标的基础上，结合实际情况控制系统设备的整体移动速度。该控制系统在具体的应用中能够实现刮板输送机自动控制，并且在刮板输送机的基础上设定中部槽自动调斜装置。该装置设备的应用优势在于能够自动调节输送机的姿态与高度，避免槽部结构出现不平整的情况，具体的应用能够有效的提升铲装效果。

3 滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术优化方案

3.1 提升系统设备的装煤效率

在薄煤层自动化开采过程中，应用滚筒采煤机设备虽然能够实现作业要求，但是设备在具体的应用中也存在着一些干扰因素，如滚筒螺旋叶片尺寸要素对滚筒采煤机的装煤效率产生较大的影响。因此，在应用滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术中，提升装煤效率能够对系统设备进行优化。具体的优化方式为：1）在传统的装煤系统中，多为但单向的装煤模式，该种模式在实际应用中效率低，而滚筒式装煤设备能够实现双向的装煤作业，使得系统设备装煤效率提升一倍以上。应用该种设备，可以应用采煤机摇臂下侧结构，对犁板进行科学的设置，从而针对犁型装置的角度进行调整；2）应用多轮推移刮板输送方式，该种方式能够直接与双向装煤设备进行衔接，在完善相关设备基础上，保障铲装媒体实际效率能够提升[5]。

3.2 应用大弧度结构形式

基于滚筒采煤机薄煤层自动化开采环节中，开采设备尺寸以及设备布置难点较多，为了提升设备的运行效率，需要改善设备尺寸布置格局。针对滚筒采煤机新结构的研究，充分的运用立柱结构、进口液的原理，在薄煤层开采过程中应用大弧度缸底与活柱物上腔外进液口的结构形式。针对电液控制阀的体积、尺寸，进行优化与改进，结合实际的薄煤层自动化开采实际过程，减小电液控制阀的体积。在实际应用中，能够利用紧凑型扁平链与极薄煤层刮板输送机铸焊结构布置部槽。在做好以上的改進措施之后，基于设备尺寸的问题能够有效的被缓解，并且确定相应的设备参数，采煤机装机功率为237～711kW。最小机面高度为583mm，最小采高为0.5米[6]。

3.3 监测装置抗污染问题

综合采煤装置在实际应用中，能够在支架上增加摄像头，反映到巷道控制中心中。在比较特殊的采煤作业环境中，需要有效的解决掉低照度条件下的防尘视频监测装置抗污染问题。目前，在传统的薄煤层采煤系统中，采取的措施是在摄像头前安装防尘风罩，该种方式在风罩内部设置特殊的风道，保障压风管道的实际风流能够直接通过风道，最终形成涡流负压风幕，有效的降低镜头上的尘雾消除。

4 结语

综上所述，滚筒采煤机自动化开采技术的应用，能够适应煤层顶板在实际作业中所产生的起伏变化，在工作面长度允许的基础上，性能优于刨煤机作业。在本文中针对滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术进行研究，分析其不同的技术模块，并且提出相应的技术优化对策。如，提升系统设备的装煤效率、应用大弧度结构形式、监测装置抗污染问题等。

参考文献

[1]马鸿.滚筒采煤机自动化与智能化技术在煤层开采中的应用[J].机械管理开发，2016，（05）：77-78+85.

[2]范生春.滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术的运用[J].山东煤炭科技，2015，（12）：64+67.

[3]苏小立.采煤机仿形截割运动学分析[D].太原理工大学，2014.

[4]范映冲，邓月华，王元奎，何兴巧，杨凯.薄煤层综合机械化开采技术研究及应用[J].煤炭科学技术，2014，（S1）：84-86+91.

[5]王铁军.基于动态精细建模的薄煤层采煤机广义记忆切割技术研究[D].中国矿业大学（北京），2013.

[6]徐国强.前瞻科技，遥控未来薄煤层滚筒采煤机无人自动化工作面成套设备与技术[J].矿业装备，2012，（04）：14-15.endprint