采矿技术在自动化综采工作面的运用分析

采矿技术在自动化综采工作面的运用分析

陈发堂

身份证号：370402197007250716

摘要：特别是在自动化综采工作面，采矿技术的进步不仅优化了作业流程，还显著提升了资源的有效利用率和环境保护。通过对采矿技术的革新与运用，促进了采矿作业的现代化，也为矿业企业带来了经济效益和社会价值的双重提升。分析如何通过采矿先进技术推动采矿行业的发展。

关键词：采矿技术；自动化；综采工作面

引言

煤矿井下综采作业方式是井下综采的核心，直接关系到综采作业的效率和安全性，随着煤矿综采作业深度的不断增加，井下围岩的应力变化大、矿压波动大、顶板变形大，对采煤机、液压支架等综采面设备操作的要求高，而且由于井下综采条件差，给人工综采作业带来了较大的影响，因此传统的综采作业模式无法适应复杂地形条件下的高效综采作业需求。

1煤矿采矿工程概述

1.1煤矿产业的地位与重要性

煤矿产业作为国家经济支柱，在能源领域扮演着举足轻重的角色。煤炭作为重要的燃料，应用于电力、冶金和化工等行业，为工业化进程提供了强大的能源支持。我国煤炭储量丰富，产业链完备，在能源结构中占据重要地位。早期煤矿产业发展以传统采煤工艺为主，但随着科技不断进步和社会对环保的日益关注，传统采煤工艺逐渐显露出高污染、高能耗等弊端。目前我国正朝着碳达峰和碳中和目标努力，实现碳中和的前提是实现碳达峰，积极开发新能源，加强我国森林储蓄，在碳排放总量上实现目标，为中国绿色经济发展推波助澜。减少高碳排放的化石能源使用，对我国产业结构布局、能源结构调整、新能源开发利用都会产生重大影响，甚至对生活出行方式都会带来深刻变革。因此，对煤矿地位的重新认识与技术创新成为紧迫任务。

1.2煤矿采矿工程的基本流程

煤矿采矿工程作为将煤炭资源转化为可利用能源的关键环节，基本流程包括勘探、设计、开采、处理和运输。在勘探阶段，通过地质勘探确定矿产规模与分布；在设计阶段，根据煤矿地质条件和采煤工艺等因素，规划合理的采矿方案。开采是整个工程的核心，涉及各种采煤技术运用，而处理和运输关系到煤矿产品的质量和市场供应。

1.3当前煤矿开采面临的挑战与需求

然而，当前煤矿开采面临多方面挑战。传统采煤工艺在高效率、低能耗和低排放等方面存在明显短板，对环境造成巨大压力。深层矿井开采难度增加，存在安全风险。社会对于煤炭产业可持续发展提出更高要求，需要更加环保、智能化的采煤工艺。为适应新时代需求，亟需对采煤工艺与技术进行深入研究与创新，解决当前煤矿开采面临的各种技术与环境问题，实现煤矿产业可持续发展。

2采矿技术在自动化综采工作面的具体运用

2.1自动切割技术

首先，自动记忆切割路径。由机械操作员操控采煤机在切割面上割一刀作为示范刀，自动控制系统会自动记录切煤的位置、高度和深度，并将数据储存在控制管理中心。在煤炭切割的过程中，通过安装控制中心行车记录仪，能够自动收集示范刀流程的信息，从而精确识别煤和岩石的交界面。遇到煤层时，系统可以进行自动切割；若是遇到岩石，则可以直接停止切割或是对其切割角度进行调整，实现对采煤速度等重点参数的及时调整。若是遇到煤岩界面的异常，系统则可以通过对数据进行收集，并对记忆路线进行及时修正，同时针对采煤机前后滚筒及时做出调整。借助采煤机定位和定姿技术，及时对其切煤路线进行修正，确保采煤机牵引速度的合理。其次，是预设截割轨迹技术。在综合采煤过程中，会预先设定采煤机的截割轨迹路线，并利用ＣＴ技术将煤层厚度、地质地貌、岩石硬度、顶层和底板变化信息输入控制管理中心进行系统存储。遇到顶板变化和煤层时，系统可以根据切割路线自动生成分割阶段。在控制中心内部安装的煤炭切割高度控制器能够实现对煤矿设备的自动化监控。这种控制器的主要功能是根据煤层厚度和高度波动，自动调节煤层切割高度，并且能够监控运行路径。控制器会首先针对矸石进行自动判断，如果经过系统判断存在率较高，可以自主启动其他功能，以此实现对于采煤运行轨迹的高效监控。

2.2输送机负载控制运用

该技术通过高级传感技术和自动调节机制，实时监测输送带的速度和负载量，并根据煤炭流量动态调整输送带的运行参数。这种基于实时数据分析的调整策略，旨在保持输送机的负载在最佳区间内，优化负载量，并防止过载或欠载的情况发生。系统中的传感器装置能够精确测量输送带的实时状态，包括速度和负载量。这些数据被输送到中央控制系统后，运用自动化算法分析这些数据，并据此调节输送带速度，以维持最优负载。当系统检测到负载超出预定范围时，会自动调整输送带速度，以确保负载量始终保持在理想状态，从而最大化运输效率并减少能源消耗。同时，系统的数据分析模块可以对运输过程中收集的数据进行深入分析，预测输送带的性能趋势，并据此优化运行策略。这种连续的监测和自动调整不仅提高了煤炭运输的效率，还显著降低了设备的磨损和能源消耗，为煤矿的持续稳定运行提供了坚实的技术支持。

2.3远程监控技术

对于井下作业来说，工作环境较为恶劣，存在较为复杂多变的地质环境。为了明确、直观掌握井下工作状况，并且能够向自动采煤机提供精确且有用的数据，可以在整个综采工作面上设置监控系统。这个系统的主要组成部分是在采煤机的滚筒上安装矿用摄像头，用于实时跟踪工作面运行情况。采煤机机身上配备了摄像头，能够捕捉电缆位置。每隔一段距离，在液压支架内部安装矿用摄像头的方式，可以全方位监控整个综合采矿区域的运行情况。利用摄像头，矿用通信电缆可以直接相连，进而将所见的图像和信息发送到集控中心。在确定了切煤路线后，可以自动管理工作区域情况，并将信息发送到地面视频监控系统。可以依据综合采矿区的运营情况优化行进路线。

2.4机械化采矿技术

机械化煤矿开采技术的应用领域非常广泛，涵盖矿山的各个环节，包括勘探、测量、运输、爆破和矿石回收等。在勘探阶段，机械设备可以通过地面探测技术发现和评估矿产资源，提高勘探效率和准确性。在测量阶段，各种精密的测量设备可以帮助采矿人员准确定位矿脉和矿体以及分布，为采矿工作提供基础数据。在运输阶段，机械化设备可以代替人工矿石搬运和运输，提高运输效率和安全性。在爆破阶段，机械化爆破技术可以精确控制爆破效果，保障矿山安全和环境保护。在矿石回收阶段，机械设备可以将矿石从矿体中高效取出并筛分，提高矿石回收率和利用效率。机械化采矿技术的发展促进了矿产资源的高效利用和可持续发展，传统的人工采矿方式往往需要大量人力资源，而机械化采矿技术可以有效减少人工操作，提高工作效率和生产效益。同时，机械化采矿技术能够减少对环境的破坏，降低能源消耗和废弃物排放，推动矿山绿色发展和环境保护。

结束语

综上所述，自动化技术在采矿工作面的运用大大提高了生产效率和安全性。煤业明确展示了自动化控制系统、智能化采矿设备、精确的数据管理与分析以及液压支架自动化控制技术在现代采矿作业中的巨大潜力。这些技术的成功应用不但优化了资源的使用，减少了环境影响，而且为采矿行业的未来发展指明了方向。随着技术的不断进步和创新，自动化综采工作面将继续引领采矿行业向更高效、更安全、更环保的方向发展。

参考文献

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［2］宋学凯.智能化综采工作面自动化高质量技术应用浅析［J］.中国石油和化工标准与质量，2022，42（12）：186-189.

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