探索煤炭综采自动化控制系统对煤矿安全生产的作用

探索煤炭综采自动化控制系统对煤矿安全生产的作用

王维坤

黑龙江龙煤集团双鸭山矿业有限责任公司东荣三矿 黑龙江省双鸭山市 155100

摘要:针对复杂地形条件下煤炭综采速度慢、液压支架无法实现自动跟机作业的现状，提出了一种新的煤矿井下自动化综采技术方案，即，通过优化综采工艺流程和液压支架跟机自动控制流程实现复杂地形条件下的自动化综采作业。在松软煤层底板、破碎顶板等复杂地形条件下还难以实现真正意义上的少人化作业，目前主要还是依靠人工来进行综采，效率低、安全性差，难以满足新时期高效综采作业的要求。结合复杂煤层条件下的具体情况，因此，提出了一种新型的井下自动化综采技术并展开研究。

关键词：煤炭；综采；自动化控制系统；煤矿；安全生产；作用

中图分类号： TD823 文献标识码：A

1自动化综采控制系统

自动化综采控制系统主要以物联网为核心，将采煤机、液压支架、刮板输送机等综采面作业设备连接起来，通过大量的传感器来实现对各设备运行状态的实时监测，通过采集大量的运行状态数据和综采作业流程优化，设置各个设备运行间的逻辑控制关系，从而实现对井下综采作业过程的自动化控制。该系统以主动感知和自动决策为核心，主动感知主要是通过在各类设备上添加压力传感器、倾角传感器、位置传感器、高清视频摄像仪，实现对井下综采作业过程的全过程监测。自动决策是指通过对各设备运行状态监测结果的汇总，综合判断各设备运行状态是否满足联合综采的需求，自动对设备运行状态进行调整，实现无人化值守作业。在系统运行过程中，各个设备的监测信息均通过以太网络进行传递，满足数据传输安全性和快速性的需求。该系统采用了模块化的设计思想，能够根据不同煤矿综采面的布置结构，灵活选择智能控制系统中的设备，具有可靠性高、稳定性好、适应性强的特点。

2煤矿综采工作面自动化技术的应用优势

煤矿开采作业中往往伴随着大量井下作业，且井下作业多具有风险，危险系数较高，时刻威胁人员生命安全。因此，通过对自动化技术的应用，在提高煤矿综采作业效率和质量的同时，也能够有效提高煤矿作业的安全性。

2.1提高煤矿开采的机械化和自动化水平

煤矿综采工作面的自动化技术应用，能够有效减少人员的投入。一方面，有利于为企业减少人力成本支出；另一方面，节省的人力也能够投入其他部门中，带动其他部门的工作效益。同时，自动化技术应用于煤矿综采工作面，也更有利于实现开采煤矿中的实施监控，及时发现各类问题风险，制定应急措施，相较人工巡视精准度要更高。此外，自动化技术也能够应用于煤矿综采工作面的控制中心，一旦煤矿开采作业中，控制中心发现了异常情况或问题情况，便可以及时叫停，对异常和问题进行定位，加速异常和问题的处理，保障后续开采作业的进行。

2.2 提高煤矿开采的安全性

煤矿开采作业中，大部分工作环节都是在地下环境中完成的，人员的安全性无法得到有效保障。并在发生事故后，直接威胁员工的生命安全以及员工家庭的今后生活。因此，在煤矿开采作业中应时刻将安全性放在第一位，时刻将员工的生命健康放在第一位。与传统的煤矿人工开采方式相对比，自动化技术应用首先减少了人员的投入，降低了事故发生后的波及面。同时，自动化作业也要具有更好的规范性，整体失误率较低，并在出现实际安全问题时，能够及时做出判断，及时停止作业，有效避免了问题的扩大，具有更高的安全性。

2.3 提高煤矿开采效率

相比传统人工作业煤矿开采，自动化技术应用的开采效率也要更高，并且能够保持长时间的持续作业，极大程度上减少了煤炭作业的时间成本。同时，自动化技术应用于煤矿综采工作面也能够对煤矿挖掘、煤矿开采、支护作业等内容进行充分协调。大多数的煤矿开采作业都是在恶劣环境下进行的，很多员工难以忍受长时间的工作，且伴有生命威胁。但自动化技术却不会受到环境因素影响，对环境的适应性更好。此外，当煤矿开采规模不断扩大后，温度和压力都会升高，且伴随着较高的瓦斯气体浓度，自动化技术应用同样能够处理这些环境，保证开采作业的持续性。

3 煤矿综采工作面自动化技术的应用策略分析

3.1自动化综采工作面

自动化综采工作面系统能够自动控制工作面的运行，自动变更工作面状况，适应综采环境。该系统同样需要计算机软件的支持。大数据、芯片、云计算等产业的发展可以给该系统的开发带来技术支撑。利用该系统，煤矿企业可以在视觉上直接控制各种现代化采煤机械的运行，保证采煤机械的运行与电脑显示相一致。利用该系统，煤矿企业可以检测所有设备的历史运行数据和当时运行数据，保证数据的合理性和科学性，根据数据变化及时变更数据运行状态。利用该系统，煤矿企业可以在虚拟空间内对综采工作面进行监督和控制，可以处理综采工作面的问题。利用该系统，煤矿企业可以自由调整工作面的具体工作细节，保证综采工作面与煤矿开采计划的一致性，保证企业经营秩序的正常。利用该系统，煤矿企业可以根据综采工作面的具体情况进行对相关机械的再次赋值，保证设备运行的适当性。煤矿企业可以积极收购或者研发煤矿软件，保证综采系统的完善。

3.2自动化井下作业

自动化井下作业系统能够协调井下与地面设备的整体运行，保证井下采矿工作的全自动化。该部分的核心是高级别的数据处理和控制软件，需要企业有信息技术方面的支持。该系统可以保证井下支持系统与工作系统的协调一致，保证采掘工作的科学、高效。该系统应该可以实现井下相关设备数据的及时上传，在上传之前，该系统应该可以对井下作业的相关设备运行数据进行预先处理，减少需要上传的数据量，提升数据上传效率，提高整个系统的运行效率。而地面的信息传输与处理中心能够及时自动处理上传的信息数据，根据井下作业环境的实际变化更改设备数据，保证井下设备的合理运行。该系统实现了根据作业环境变化进行设备数据随时变化的能力。该系统不止应该能控制井下作业和井上设备的运行，还应该能够控制相关的水、电、风等要素的供给，实现对采矿环境的一体化控制的功能。该系统可以通过物联网系统和芯片控制系统控制全部井上、井下设备，集中运行，实现各个环节的自动化衔接。

3.3煤矿综采工作面自动化技术的应用分析

煤矿综采工作面自动化技术引入中，煤矿企业需对内部资金配置进行合理规划。在面对资金不充足的问题时，可通过股权融资或债券融资的方式进行资金筹措。同时，对筹措的资金进行合理配置，减少不必要的资金浪费。同时，针对中小型煤矿企业普遍存在的资金不足问题，可通过战略性合作，一同引入自动化设备。在技术方面，如果企业已经引入了自动化设备，便需要结合自身开采的实际情况来规划适合的技术应用方式，并持续深化技术研究。期间，如果出现了技术应用异常问题，就要及时叫停技术应用，对异常问题展开分析，形成异常处理方案，同时详细记录异常信息，强化企业经验积累。最后，在管理和环境方面，煤矿企业要不断加强自身学习，借鉴国内外先进企业的管理经验，并结合自身情况形成属于自己的管理机制。

结束语

综上所述，自动化技术在煤矿综采工作面的应用具有十分良好的发展前景，且具有其他技术所不具备的明显优势。但在实际综采工作中，仍需要企业落实好重点问题把控，加速完善问题解决措施，并对主要影响因素进行分析和研究，实现自动化技术在煤矿综采工作面的高质量应用发展，切实提高我国煤矿行业的自动化水平与机械化水平，不断降低成本，提高效益。

参考文献

[1]梁亚坤.浅谈煤炭综采自动化控制系统对煤矿安全生产的作用[J].河南建材,2020,{4}(05):144.

[2]张琦.煤炭综采自动化控制系统对煤矿安全生产的作用[J].山东工业技术,2017,{4}(10):92.

[3]王梦龙.煤炭综采自动化控制系统对煤矿安全生产的作用[J].科技创新导报,2017,14(02):1+3.