浅谈煤矿采煤技术的发展与采煤自动化技术

白二宽 薛建峰

【摘 要】所谓自动化技术，就是指在没有人为直接干预的情况下，机器按照预定程和指令自动进行操作或者控制的过程。近年来，我国煤炭采矿工作环境得到改善，目前在煤矿开采中较为常用的设备是采煤机以及综采配套设备，相关人员应该综合考虑现场情况和技术条件，采用科学合理的方式，研制适用于不同深度煤层的自动化开采工艺，以期实现我国煤炭开采的安全、持续和高效。当前居民生活和社会生产对煤矿资源的需求量持续增加，也带动了我国煤矿行业的快速发展。采煤技术逐渐趋于自动化方向发展，通过引入自动化技术能够降低企业人力资源投入成本，提升煤矿开采的效率和质量，避免发生安全事故，对促进煤矿行业的自动化和现代化发展具有现实意义。

【关键词】煤矿生产;采煤技术;自动化技术;分析

在我国经济发展新形势下，社会生产对煤矿能源的需求量持续增加，煤矿作为传统能源的代表，在经济建设中的地位依然不能取代。煤矿企业在开展采煤作业中，采煤技术和采煤机械是影响生产效能的关键因素。在科学技术的支撑下，自动化机械不断应用，自动化采煤程度也获得提升，对促进行业发展发挥了关键作用。

1 我国煤矿采煤技术发展现状

在行业发展新形势下，煤矿产业结构出现了一定的变化，技术革新和工艺改进也更加迅速，基于企业技术能力、经济实力的差异，人工采煤、半机械化采煤以及机械化采煤均获得不同程度的应用。当前主要采用的采煤技术包括：掘进技术，通过使用掘进机完成采煤生产，在开展井下作业中，单个机器可以同步完成支护工作和掘进工作，缩短井下作业周期，提升生产效率和采煤质量;巷道支护技术，通过高强度锚杆完成支护，可以提升井下支护效果，与以往的支护形式相比较，其具有更好的稳定性和安全性。

2 煤矿采煤技术的应用原则

2.1 经济适用

为追求更大的经济效益，企业在应用和选择采煤技术中，要综合考虑技术的经济适用性，在保证投入低、产出高的基础上，提升企业经济效益，加速采煤工艺和采煤技术的创新，通过提升生产效能而实现经济效益。

2.2 安全可靠

煤矿生产具有一定的危险性，属于高危行业，尤其随着我国采煤作业的不断深入，安全成为影响企业发展的关键因素。在应用采煤技术中，要秉承安全可靠原则，在确保生产安全的基础上，合理应用采煤技术，检查运输设备、支护设备以及通风设备，降低发生安全事故的概率。

2.3 提升产能

提升产能是创新和改革采煤技术的重要目标，在应用采煤技术中，要将提升产能作为重要衡量因素，在确保安全生产的基础上，促使煤矿产量不断提升，不浪费资源、减低成本，推动煤矿企业的可持续发展。

3 采煤自动化技术概述

3.1 应用价值

随着自动化技术的发展与应用，煤矿行业技术革新已经成为必然趋势，企业想要在激烈的竞争环境下谋求更好的发展，则要积极引入自动化技术，认识到其应用价值。首先，自动化采煤可以推动行业机械化发展进程，由于自动化采煤以各种先进的机械设备为支撑，企业想要提升自动化程度，则要加速设备更新换代和研发创新，开发更多效率高、安全性好的机械代替人工操作，降低井下发生安全事故的概率。其次，提升生产效能，在以往的井下作业中，主要采用人工开采的方式，不仅生产效能低下，还容易由于人工操作而发生安全事故，引入自动化采煤技术，能够由机械代替人工生产，并且具有人工控制、信息传输、在线监测等功能，可以显著提升生产效能，尤其随着智能化技术的发展，在矿产选定和调查中还能够提供重要参考。最后，降低人力成本，自动化技术主要依赖机械设备完成采煤工作，其所具备的运算能力、信息储存能力、生产能力适合井下狭小空间作业，以往依赖人工开展的地下检查、信息传输等工作都可以通过设备完成，可以降低企业人员投入，进而节约人力成本，确保人工作业安全。

3.2 主要设备

在煤矿行业发展新形势下，自动化是其发展的重要方向，在西方国家煤矿生产中，自动化技术发展较早，在很多工序中都已经实现了自动化生产。近些年，随着我国科学技术的快速发展，采煤自动化设备大量涌现，当前在自动化生产中主要应用的设备包括刮板输送机、液压支架以及自动采煤机。首先，刮板运输机的职能为煤炭运输，可以起到固定采煤机的作用，在临时移动液压支架中能够充当临时支点，其具有较高的自动化程度，能够快速完成煤炭运输，适当井下人工作业量，在提升运输效能的同时，还能够降低企业人力成本投入。其次，液压支架，以液压作为动力完成移动、升降等运动，在井下生产作业中，其主要起到顶板支撑作用，可以促使采煤工作在安全环境下进行，在自动化技术的支撑下，液压支架可以自动完成高度调控，根据顶板高度开展支撑工作，其与采煤机相互配合，可以降低井下作业强度。最后，采煤机属于井下作业最为重要的机械设备，在以往的井下生产中，主要采用人工采煤方式，不仅增加了井下作业人员，还难以提升生产效能，自动化采煤机可以完全取代人工作业，尤其在一些高危井下作业，能够避免人员伤亡，随着信息技术、传感技术和远程控制技术的发展，操作人员可利用计算机对采煤机进行远程控制，完成精密的采煤作业。

3.3 装备特点

自动化采煤技术以自动化装备为支撑，其装备具有以下特点：第一，主机架构成较为复杂，涉及多个组装部件，分为整体结构和分体结构两种，大部分部件都属于独立结构，具有较强的强度和刚性，可以更好的适应井下煤矿生产环境，部件之间不存在力的作用，在开展采煤作业中，主机架承担反切力，可以快速完成采煤作业。其次，自动化采煤机械的摇臂结构，具有功率高、结构简单、强度大等特点，可以结合生产实际进行360°回转，现代自动化采煤机主要采用销排无链结构，能够应用于各种复杂的生产环境下。最后，自动化设备主要采用远程控制的方式完成生产作业，控制系统具有多元化功能，在完成设备控制的同时，还可以利用传感器对井下安全情况、工作状态进行监督，并且及时反馈检测结果。

3.4 工艺类型

当前我国自动化采煤技术的工艺类型包括以下三种：第一，短臂开采。其主要是利用采煤机的两个端头快速完成开采作业，可以在巷道中进行快速切煤，具有较高的生产效益。当前，短臂开采已经在我国煤矿生产中获得广泛应用，在小规模矿井或者煤层较厚的矿井开采中具有显著的应用效果。第二，长臂开采。该开采工艺是借助成套的自动化设备而完成开采作业的一种方式，在布置工作面中，主要以运输平巷和回风为主，要求井下通风系统良好、稳定运行，长臂开采主要应用于大规模井下作业，其日产量要远远高于短臂开采。在应用过程中，煤矿企业要结合井下的具体情况，对刮板运输机的位置和铺设距离进行科学设置。第三，综合开采。属于一种新型的开采方式，尤其在老矿区开采中，应用效果和开采效能显著，当前在小型和中型井下开采中，综合开采具有广阔的应用前景。

4 结语

总而言之，煤炭行业面临着技术革新，引入自动化采煤技术，能够显著提升生产效能、降低人力成本、确保作业安全，符合行业发展趋势。因此，煤矿企业要积极开展技术创新和科研攻坚，提升企业的行业竞争力。

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（作者單位：内蒙古仲泰能源有限公司）