煤矿井下采煤设备工序虚拟化调度方法

煤矿井下采煤设备工序虚拟化调度方法

高建利

140225198802040131

摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，众所周知，中国的煤炭资源分布十分广泛，在能源结构中占主导地位，极大程度地推动着国家经济的发展，为国家实现中华民族伟大复兴奠定了良好的基础。随着科技的快速发展，煤矿采煤工艺得到提升。综合机械化采煤工艺进一步满足了煤矿企业的开采需求，不但可以大幅度提高煤矿的生产效率和质量，还能确保开采环境的安全性、稳定性及可靠性，并逐步取代原有采煤工艺。此工艺使用了液压支架作为采煤的支护设备，使支护质量和效率得到一定的保障，在实际采掘时涉及到的设备较多，对设备的性能有了更高的要求。综合机械化采煤工艺有很多的优势，为了使该工艺的优势得到充分发挥，相关人员需要从根本上认识到此工艺的特点。本文将围绕综合机械化采煤设备和工艺的应用展开讨论。

关键词：煤矿井下;采煤设备;工序虚拟化;调度方法

引言

随着采煤作业机械化程度的不断提高以及与采煤机械化相匹配的工艺技术不断成熟，煤矿企业开启了采煤自动化作业时代。综合机械化采煤设备相比传统的采煤设备，不但提升了采煤作业效率，还大大提升了采煤作业过程中的安全性，对煤矿企业的健康、可持续发展打下了坚实基础。通过对煤矿企业机械化采煤设备的综合利用情况来判断，现阶段国内煤矿企业的采煤效率相比国外发达国家仍然存在一定的差距，虽然差距不算大，但由于采煤作业的整体体量较大，导致我国采煤设备资源的整体浪费程度较大，如果可以采取有效措施提升采煤机械设备的利用率，从一定程度上可以降低煤矿企业设备的采购量，降低煤矿企业的能耗，促进煤矿企业的快速发展。此外，不断追求煤矿企业采煤设备的利用率，也可以促进采煤设备的更新换代速度，不断提升采煤设备的先进程度。基于此，采取行之有效措施提升采煤设备利用率是大有裨益的。

1综采技术

综采技术是综合机械化采煤技术的简称，在采掘阶段可以完成煤炭的切割、分装和运送，全程自动化使整个采煤工艺具备较强的连续性。综采技术设备主要包括刮板输送机、液压支架、滚筒采煤机、乳化液泵站、桥式转载机、供电设备等。具体而言，落煤和装煤过程和普采相似程度较高，但是割煤则为双向割煤技术。支护则采用液压支架，起到对顶板的支撑作用，主要包含支撑掩护式、支撑式和掩护式等不同类型。工作面通常以跨落法针对采空区进行处理，如果顶板相对坚硬，可应用爆破强制放顶、高压注水软化顶板等方式进行处理。其技术优势十分明显，可最大程度避免井下工人承受较大劳动强度，降低劳动安全隐患，为工人的切身安全提供较大保障。但需要注意的是，由于综采技术实现了采掘技术整体综合性的提升，因此对机械化设备依赖程度较高，相关设备的引进必不可少，不乏价格相对昂贵的设备，且后期需要格外重视设备的维护，无形中会为煤矿企业带来较大的经济负担，因此需要在技术应用上慎重考量。

2通过对齿轮和轴承的润滑来降低采煤设备的磨损

采煤设备的传动齿轮润滑方式有两种，一种是油浴润滑；另一种是喷油润滑。这两种润滑方式适应的场合不同，油浴润滑方法适用于传动齿轮圆周速度较低的设备；喷油润滑方法适用于传动齿轮圆周速度较高的设备，且喷油润滑需要配套的润滑油泵和液压管路系统，其结构相对复杂。煤矿采煤机前部的截割设备的传动齿轮的圆周速度较低，比较适合使用油浴润滑方法，在一个密封良好的箱体内缓慢加入润滑油,润滑油加入深度以油深侵入大齿轮直径的1/3为宜。在采煤过程中，需要对截割高度进行调节，为了实现这个目的，在摇臂中采用惰轮提升摇臂的举升高度，这也使得采煤设备摇臂部位的润滑工作变得复杂，该部位具体润滑方式为：摇臂工作一段时间后停止牵引，然后将摇臂位置降低，具体降低高度以满足齿轮得到润滑为标准，当摇臂齿轮按照油浴润滑法全部润滑完毕后再进行后续工作。采煤设备的截割位置使用的是滚动轴承，轮动轴承的润滑方式同样是根据滚动轴承转速的大小来确定，由于采煤设备截割位置的轴承转速大小相对较低，所以选择油浴润滑。油浴润滑方法减少了密封结构和零部件的使用数量，还可以对采煤设备采取切实可行的润滑。此外，采用油浴润滑还可以对滚动轴承进行降温和清洗。

3优化和改进采煤机部件

在进行采煤施工作业的各个环节，倘若发生施工作业停滞的情况，一般是由两个原因造成的：机械设备出现部件缺失或者设备在运用过程中产生了部件损坏问题。可从相关要点来对采煤作业中产生的设备损坏、部件丢失问题进行优化和改进：①优化和改进截割头部件齿座的焊接技术。适当延长原截割头装置部分，并且完全包裹住盘根座，进一步向后延长截齿排布，能够从实质上提升截割齿部件的耐磨损性能。但该方法的实际应用成效并未达到理想的状态，还需要再采取针对性的措施，对截割头装置的齿座焊机技术加以完善。通过增设焊接角，截齿往前移动，确保任意一个截齿所受到的力可从整体上减少，从而避免发生截齿、齿座掉落的情况。②优化和改进铲板表面覆盖件。在进行出矸作业时，铲板部件的后部区域容易发生掉渣问题。需要加大铲板自身的挡煤板高度数值，有效解决和改善掉的情况，使得出渣作业时间得到充分保障。

4加强新技术的应用

各类信息化技术对井下采煤技术的影响是显而易见的，因此煤矿采煤技术同样应当借鉴信息技术的优势，重视技术的革新。以数控技术为例，该技术可以有效提高井下采煤工艺的自动化水平，在更新技术的同时，带动管理模式的优化和革新，因此相关管理人员应对数控技术的重要性加以重视。具体而言，应当结合数控技术的技术要求，重视PLC技术的融合，通过PLC故障处理系统，对井下采煤设备的自动化工作流程加以保护。与此同时，应适当调配有关数据，科学设置相关参数，以双线模式为主，保持较强独立性的同时，可有效保护过卷装设备和限速装备等，最大程度降低井下出现不科学工况的概率。

5建立与生产计划相适应的采煤设备采购计划

煤矿企业的生产计划与采煤设备的采购计划应彼此相辅相成。采煤设备利用率提升可以从源头处对采煤设备的需求量给出较明确的指标，可以防止与煤矿井下生产需求相差较远的采煤设备被列入采购清单。基于此，在制定采煤设备的采购计划时，要充分分析煤矿企业的生产计划，科学合理地制定煤矿采煤设备的采购计划，根据制定的生产计划提前预演各类采煤设备的布设情况，通过反复推演确定较为合理的设备采购清单，确保所采购的设备都能得到合理的应用，在生产过程中，都可以将采购的设备投入运行，提高采煤总量的同时，也提高了采煤设备的利用率。与此同时，还应对煤矿生产作业环境以及煤层地质条件展开全面评估，综合考虑采煤设备的使用年限、拆卸以及转运难度等因素，保障正常生产作业以及采煤设备的利用率。

结语

综上所述，在科技的推动下，综合机械化采煤设备和工艺得到进一步改良和优化，促使中国煤矿的发展更加机械化、现代化。综合机械化采煤设备种类较多，在实际应用过程中应充分发挥其优势，并且在对煤矿开采时所选择的综合机械化采煤工艺应符合矿井的实际需求，从而进一步提升煤矿的生产效率和经济效益，不断强化综合机械化采煤设备和工艺，为煤矿企业的发展打好坚实基础。

参考文献

[1]和志伟.智能综采工作面人员感知定位控制系统研究[J].机电工程技术，2021，50（5）：160-162.

[2]胡而已，葛世荣.煤矿机器人研发进展与趋势分析[J].智能矿山，2021，2（1）：59-74.

[3]崔正文.采煤工作面巡检机器人系统研究[J].自动化应用，2020（11）：62-64.

[4]岳巧珍，牛磊，秦文光，等.智能化采煤工作面人员感知定位控制系统策略研究[J].煤炭工程，2020，52（8）：127-132.

[5]马成珠.薄煤层自动化智能化开采技术探索及应用[J].中国煤炭工业，2020（7）：60-62.