机械自动化在煤矿采掘中的应用_2

机械自动化在煤矿采掘中的应用
发布时间：2022-09-06T06:35:39.683Z 来源：《工程建设标准化》2022年第5月9期作者：李友道[导读] 现阶段，我国机械工业在发展过程中研制出了越来越多应用于采煤作业的机械设备
李友道
五九煤炭（集团）有限责任公司牙星分公司一号井。

邮编：022150 摘要：现阶段，我国机械工业在发展过程中研制出了越来越多应用于采煤作业的机械设备，大大提升了煤矿开采工作当中的自动化水平。

面对这些更加丰富且复杂的采掘设备，必须要制定一个合理的控制规划方案，这样才能够确保实现最高水平的自动化煤炭采掘，尽可能减少人工劳动力的投入。

因此，文章分析了煤矿采掘中机械自动化的重要性，探讨了煤矿采掘过程中机械自动化的应用。

关键词：机械自动化；煤矿采掘；应用
机械自动化技术是指在无人为干预的情况下，机器设备按照提前设定的程序或指令进行自动化操作和控制的过程。

相较于其他发达国家，我国机械自动化技术的发展时间较短，还存在很大的提升空间。

自动化技术的发展与应用要根据实用性与适用性相结合的原则，对煤矿采掘信息系统进行优化，充分发挥计算机技术在煤矿采掘工作中的作用，人工干预部分工作环节，同时积极引进国外先进的机械自动化技术，及时淘汰某些落后的、低效率的机械设备和煤矿采掘技术，进一步提升煤矿采掘工作的机械自动化水平，有效降低煤矿采掘工作的成本，促进煤矿企业的发展和改革。

1煤矿采掘中机械自动化的重要性
1.1保证生产效率
在煤矿采掘过程中应用机械自动化技术可以保证生产效率。

在生产过程中应用机械自动化技术，可实现生产各个过程的最优配合，从而有效控制每道工序的时间，达到最高效率。

煤矿开采在采用综采工艺后，与普采工艺相比，煤炭产量出现了大幅度提升，由每年几十万吨提升到每年几百万吨甚至上千万吨。

综采液压支架的应用实现了对顶板的高效管理。

普采工艺中使用的是单体液压支柱支护顶板，回采完成后需要工人移动单体液压支柱来进行顶板管理。

因为整个顶板管理过程不能实现自动化，所以普采效率难以得到有效保证。

而综采工艺使用的是液压支架支护顶板，回采完成后通过采煤机拖动液压支架向前移动，从而保证了生产效率。

1.2保证工人生命安全
机械自动化的应用可保证工人的生命安全。

1）可以减少作业面工人的数量，这在本质上保证了安全性。

2）可以降低工人参与危险体力劳动的可能性。

例如，掘进自动化的实现可保证掘进和支护同时进行，极大地保证了工人的生命安全；采煤过程中实现了全自动化装煤，不再需要工人用铁锹将煤铲到刮板机上，减少了铲煤过程中由冒顶造成的工人受伤情况。

1.3降低施工成本
机械自动化可以降低施工成本。

机械自动化虽然在实现过程中需要购买大量的设备，但是大幅度提高了生产效率、保证了工人生命安全和减少了工人数量，这在很大程度上创造了巨大的经济效益。

成本是相对的，通过实现采掘过程的高效运行，可以大幅度降低整个生产运行成本。

工人数量更少，可以大幅降低人力资源成本。

在煤矿开采过程中，工人数量越少，工人工效越高，相对的开采成本也就越低。

2煤矿采掘中的机械自动化应用
2.1煤矿开采过程中的机械自动化应用
近些年来，随着采煤技术的发展，很多煤矿的开采已采用了综采技术。

综采工艺的应用实现了煤矿开采的完全机械化，大幅度提高了煤矿开采的安全性和生产效率。

目前，已经出现了年产超过2×107t级别的矿井。

这得益于整个综采过程中的机械自动化生产的比例非常高，达到了70%～80%。

综采工艺的机械自动化主要体现在装煤、支护及运煤方面。

装煤方面，采煤机截割下来的煤炭直接装到刮板输送机上，不再需要工人用铁锹将煤炭铲到刮板机上。

支护实现自动化是综采技术自动化水平的重要体现。

在普采技术和炮采技术中，支护占到整个开采过程消耗时间的70%～80%，也就是大部分时间在进行作业支护，而用于回采的时间很少。

在采用综采液压支架进行支护后，支护作业时间大幅降低，整个支护作业只需要很短的时间就能完成，对回采的影响非常小。

运煤时采用的是皮带运输机，可保证开采时煤炭的持续运输，而且运输距离很长。

2.2煤矿掘进过程中的机械自动化应用
近30年来，随着采煤工艺日益先进，对掘进也提出了新的要求。

综采设备的体型越来越庞大，这要求掘进巷道的断面也越来越大。

巷道断面尺寸的增加对巷道掘进工艺提出了更高的要求，既要保证巷道掘进的速度，还要保证巷道掘进的安全性，即对巷道进行有效的支护。

在这种条件下，传统钻爆法掘进工艺的劣势日益突出。

为此，越来越多的巷道采用综掘法进行掘进。

综掘法掘进实现了巷道掘进的机械自动化。

在巷道掘进过程中，实现了破岩、装岩及支护的一体化作业。

掘进机破碎的岩块自动装到刮板输送机上，通过皮带机运输到井下煤仓。

为了保证巷道掘进的安全性，掘进机上带有机载临时支护装置，可在短时间内控制巷道的变形。

随着掘锚一体机的出现，巷道支护的自动化水平会得到显著提升。

值得注意的是，巷道掘进过程中的机械自动化比例并不高，只有50%～60%。

也就是说，在巷道掘进过程中需要大量的人工作业。

造成这种情况的主要原因是煤矿地质条件存在一定的不确定性。

在煤层顶板比较破碎的区域或地质构造发育的区域，仅依靠锚杆支护是不够的，还需要其他的支护形式，例如架棚支护等。

这种加强支护需要使用大量的支护材料，而且还需要根据现场实际情况确定合适的施工方案。

总的来说，巷道掘进速度在很大程度上依赖于支护的自动化水平。

支护作业的自动化水平越高，巷道掘进的速度越快。

因此，在未来应着手解决复杂地质条件下的巷道支护自动化作业问题。

3采煤设备自动化发展趋势
3.1一体化趋势
科技进步有效保障采矿生产，大量采矿生产自动化机械设备的研制，让煤矿生产企业的工作越来越方便，所指定的生产方案也越来越多样化。

采煤设备当中的一体化发展是自动化发展过程中基础性要求，其关键所在就是针对人与设备之间的组合，建立起一个完善的人机一体式操作与控制模式。

比如在采煤作业当中，实现全部基本操作均由人工完成的目的，而一些高难度工作则需要交由自动化机械设备处置，从而有效对矿井设备进行了一体化协调。

3.2智能化趋势
智能控制技术的运用，无疑是采掘自动化发展当中的重大升级，更是我国未来采掘作业发展的主要方向。

与一体化的采煤设备操作方式对比来看，智能化的作业模式更加注重以人为主体，设计的智能模块更加接近于人工操作模式，能够为工作人员提供更加优质的采煤作业环境。

比如基于人机工程学理论的借鉴，在采煤过程中智能化的矿井设备能够实现自行调整、自行诊断以及自主监测等多种工作任务，不需要工作人员参与控制就能够获得良好的采煤效果。

由此可见，采煤设备的智能化发展至关重要，必将成为现在直至未来我国采煤作业发展与研究的主要方向。

4结语
在煤矿采掘作业中，机械自动化水平对作业效果有十分重要的影响。

煤矿采掘中机械自动化应用的重要性主要体现在保证生产效率、保证工人生命安全及降低施工成本方面。

重点分析了煤矿开采过程中和煤矿掘进过程中的机械自动化应用情况，可为认识机械自动化在煤矿采掘中的应用提供一定的参考。

参考文献
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