论综采工作面如何自动化割煤

【摘 要】目前， 自动化割煤在国内仍属空白，笔者结合某矿区为进一步提高综采机械化程度，整理了综采工作面的自动化割煤工艺试验的实例进行分析，具有一定借鉴意义。

【关键词】综采；自动化割煤； 随动割煤；记忆截割

1 前言

目前， 自动化割煤在国内仍属空白， 为进一步提高综采机械化程度、矿井生产效率、安全系数以及工程质量， 并且验证和发挥艾柯夫采煤机功能，研究人员在某煤矿45202综采工作面， 实施了对艾柯夫SL500采煤机自动化割煤研究试验。

德国艾柯夫采煤机自动化割煤分为随动截割和记忆截割2种方式， 研究首先试验随动割煤， 随动割煤原理是由采煤机司机操作前滚筒割顶煤， 后滚筒根据设定参数自动跟随割底煤， 整个采煤机由一人操作。然后试验记忆割煤。

2 自动化割煤试验

2.1 随动割煤的试验

随动割煤程序设置按以下步骤进行：

（1）进入艾柯夫服务菜单。

（2）在艾柯夫服务菜单中， 将自动操作方式打开， 退出艾柯夫服务菜单。在主菜单界面上出现“自动截割” 栏目。

（3）进入诊断菜单， 将自动操作方式设为随动。

（4）进入自动截割菜单， 进行如下设置：

自动方式： 设为打开

补偿： 设为关断

等待滚筒： 设为否

台阶限制： 设为打开

破碎机自动： 设为打开

并设置工作面参数， 进入自动参数菜单， 根据实际采高情况， 分段输入工作面采高数值， 最多可将工作面分为30个采高段。设置完毕， 采煤机滚筒启动， 开始牵引后， 由采煤机司机按下遥控器上的“ I”+ “ AUTO ” 键进入自动状态。采煤机前滚筒割过后， 后滚筒按照设计采高自动割底煤， 补偿范围为 100mm。经过一段时间的试验调整过程， 分析出随动割煤存在一些问题， 具体如下：

（1）随动割煤完毕割三角煤时， 需转为手动操作， 用2台遥控器； 再启动自动化割煤时， 须关闭1台遥控器， 此过程造成采煤机频繁停机重启。

（2）工作面顶底板有变化时， 倾斜补偿不能满足， 无法割平， 致使凸凹段越来越大。

（3）采煤机断电后， 不能保持自动化参数的使用状态， 送电后还需重新启动自动化功能。

（4）采煤机主计算机内存容量小， 工作不可靠， 程序间相互干扰。结合存在的相关问题， 初步得出以下结论； 当前的随动割煤显然不太适应实际情况的变化， 还需以后逐步完善。根据试验过程和结论， 通过在自动化割煤工业试验场增加试验项目， 恶化试验条件，完善暴露的问题， 有助于推进自动化割煤尽早付诸于现场。

（5）在进入三角区， 自动割煤关闭后， 后滚筒操作受自动化参数台阶限制的影响， 滚筒不能升降， 需频繁停机修改参数影响生产。

（6）同步位置传感器安装部位不合理， 易损坏。

（7）随动割煤期间， 不能反向牵引， 反向牵引后再恢复正向牵引时， 牵引不行走。

2.2 记忆截割的试验

记忆截割原理有2个过程， 先进行学习方式，即由采煤机司机操作， 割示范刀， 采煤机对滚筒轨迹进行记忆， 示范刀割完后， 采煤机改到记忆截割上， 启动滚筒， 开始牵引时， 操作遥控器进入自动方式， 实现完全意义上的自动割煤， 由1名采煤机司机操作遥控器控制采煤机速度， 这是记忆截割正常进行过程中唯一需人工掌握的一项。记忆截割程序设置：

（1）进入诊断栏目， 第四行设置自动化模式。

自动方式： 记忆截割

（2）进入自动化栏目， 设置自动化当前方式。

自动方式： 学习

（3）补偿： 关断

等待滚筒： 2个

速度自动： 关断

破碎机： 允许

最后一行： “清除存储： 清除”

这时开始割示范刀， 完成一个循环后， 进入自动截割栏目。

设置： “ 自动方式： 关断”。等待最后一行显示： “自动方式： 准备” 后， 设置“自动方式： 打开”。采煤机启动截割， 开始牵引后， 按下遥控器上的“ I+ AUTO” 键， 开始记忆截割。

德国艾可夫采煤机记忆割煤经过一段时间的试验修改再试验， 采煤机能够按照截割滚筒轨迹自动完成割煤。

3 试验分析与改进

通过随动割煤和记忆割煤的试验， 可以分析出， 采场条件对自动化割煤有着一定的影响。其对采场条件有如下要求：

（1）顶底板比较平整， 顶板稳定；

（2）煤层稳定；

（3）周期来压稳定。

根据试验情况， 仍有一些问题需要解决， 三角煤段还需恢复人工割煤， 返空刀时才能进入记忆截割的自动方式。返空刀时， 2个滚筒上下摆动非常频繁， 服务方解释为滚筒接触不到煤墙时， 小范围寻找轨迹。通过这次实践， 艾柯夫公司修改了许多与实际不相符之处， 自动化程序更加完善， 并及时地有针对性的修改了新采煤机的自动化参数， 为以后采煤机自动化的有效使用， 打下了良好的基础。

45203工作面经过一个多月的质量标准化达标工作， 各方面条件再次具备了试验自动化割煤的条件， 对德国艾可夫采煤机自动化割煤再次进行试验。这次试验是在原来的基础上， 只试验有实际意义的记忆割煤。采煤机自动化程序与之前的相比，有了实质意义上的改进：

（1）示范刀可选择分开和公共2种模式， 根据现场情况， 可以割单刀示范， 即割1个开环； 也可以割双刀， 即割1个闭环。

（2）主计算机采用大容量IPC 工业计算机，性能稳定， 避免了程序间的相互串扰。

（3）在分项菜单中， 自动化列为一个单独的菜单， 并有相应的子菜单； 根据实际情况相应调整自动化区段， 可分为20 个采高段； 无高度限制范围， 最大采高， 最大最小卧底量； 全工作面采煤机开切用图形显示。

再次试验采煤机自动化割煤， 丰富和发展了自动化割煤的工艺， 自动化过程贯穿于包括割三角煤在内的整个工艺过程， 消灭了自动化割煤的盲区，只要在采场条件具备的情况下， 都可以采用自动化割煤， 自动化割煤的成功实施， 对促进煤炭工业发展水平， 产生了深远的影响。

4 结语

45203自动化综采工作面投入使用后， 大幅度提高了矿井生产效率、安全系数、工程质量， 减少劳动强度。自动化采煤技术的应用， 使液压支架、采煤机的工作状态数据可全面、直接传输到矿调度指挥中心， 调度指挥人员能更直观地观察到工作面采煤机的运行位置、工作状态及工作面压力情况， 进一步实现了生产管理的信息化。自动化工作面的成功运行， 为矿井的精干高效奠定了基础， 推进了煤炭工业走上新型工业化的进程。

参考文献：

[l]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版，1999.

作者简介：

唐延杰，安徽亳州人，男，出生于1979年5月。2007年毕业于安徽理工大学采矿专业，现在淮北矿业集团公司石台矿业从事采矿生产管理工作。