煤礦智能無人采煤工作面開采關鍵技術分析李瑞摘要：目前我國經濟發展迅速，煤礦企業為我國發展做出了很大貢獻。我國不僅是煤炭生產大國，而且也是煤炭消費大國，煤炭在我國的經濟發展中占據非常重要的地位，一直以來都是我國的主體能源，而且這種地位在今后的很長一段時間內也很難改變。所以，創新煤炭開采技術，確保煤炭的高效安全生產依然是今后的工作重點。與此同時，煤礦的智能化無人開采受到了人們的廣泛關注，這一技術創新，不僅是歷代煤炭人的夢想，更是煤炭企業實現安全高產高效現代化生產的必由之路。下面筆者結合自己的工作實踐，對智能化無人開采技術的研發探索與實踐進行探討，以供參考。關鍵詞：煤礦；智能無人采煤；工作面開采；關鍵技術引言在高新技術的不斷創新下，為了更好的節省煤礦開采的成本，提高煤礦開采的工作質量與效率，無人化開采方案逐漸開始推行，在無人化開采技術方案的實施下，很好的提高了煤礦開采的質量，合理的控制了煤礦開采的能耗，保障了煤礦開采的安全性與可靠性。1智能化無人開采的必要性煤炭作為我國的重要基礎能源，在我國的能源結構中具有非常重要的地位，不僅是工業發展的重要能源基礎，而且對整個國民經濟的增長也有非常重要的影響。2014年，我國的煤炭產量為38.7億噸，約占以此能源生產總量的70%，我國煤炭消費占一次能源消費的比重為65%。這些數據更加顯示出我國能源結構中，煤炭的重要地位。煤礦開采主要采用井下作業為主要方式，礦工在生產作業過程中，始終面臨著：水、火、瓦斯、煤塵、頂板等五大自然災害的嚴重威脅，如何將礦工從終年不見天日、黑暗潮濕的井下解放出來，達到礦井“少人則安、無人則安〃的目的。同時，我國的煤層賦存條件比較復雜，特別是一些薄煤層，占我國煤炭總儲量的20%左右，這些煤層具有開采難度大，工作面狹小，操作設備困難，效率低下等特點，而且存在明顯的丟棄現象，造成大量的資源浪費。而智能化無人開采技術，是解決此類煤層的有效途徑和必由之路，也是現代化煤礦企業發展的必然規律。2煤礦綜采面無人化技術的應用限制研究（1） 煤礦開采的管理質量。在無人化綜采技術方案推行的時候，煤礦開采的管理模式與開采制度都將發生一定的變化，如運輸設備、工作面支架工作、綜采巷道等都需要根據無人化開采的技術方案進行一定的改變。并且一線采煤的工作人員將會出現工作性質的巨大變化，一部分工作人員需要巡檢相關的自動化設備，而另外一部分工作人員將進入控制室對無人化開采設備進行遠程操控。以上一系列的工作變化，都需要一套完善科學的管理制度，確保每一位工作人員都可以勝任新的工作職責，履行自己的工作義務，保障無人化綜采技術方案的順利安全進行。（2） 人才的制約。在煤礦綜采工作面開采發展的過程中無人化開采技術方案，從理論設想到實踐研究，最后到實際的開采應用都離不開科研人員的辛勤付出。而提高無人化開采技術方案的安全性、可靠性，還需要更多的科研人員投身其中，而研發資金將會局限科研工作的開展，若是研發資金不能穩定長期的進行提供，就會直接影響到煤礦無人化開采技術的研發，從而制約我國煤礦開采技術的發展。（3） 技術的限制。煤礦綜采工作面的實際開采作業環境非常的惡劣復雜，無人化開采技術方案尚且處于推行階段，并沒有取得更多的工作數據和技術報告，由此可見，目前煤礦井下綜采工作面的無人化開采技術方案，還不是很成熟。在無人化開采技術方案進行的時候，若是出現任何一個設備的問題，都會影響到無人化開采技術方案的可靠性。而工作人員在進行實際工作面作業時，可以及時的預判危險隱患，并根據具體的安全隱患，采取相對應的預防控制措施，從而達到防患于未然的開采工作效果，保障綜采工作面的工作質量與安全。3煤礦綜采面無人化技術方案的實施路徑研究3.1煤巖自動識別技術井下煤層和圍巖條件十分復雜，采用傳統技術，難以準確、可靠地判斷煤巖分界。煤巖自動識別技術借助識別系統進行煤巖自動識，該系統中包括了很多子系統，例如，振動頻譜傳感系統、記憶程序控制系統、天然Y射線、超聲波、雷達探測等，目前已有20余種煤巖分界傳感機理和系統。在具體工作中，這些系統會對煤巖的特征信息進行識別和記錄，并通過分析，顯示出哪些是所需要開采的煤層，哪些是巖石層。此外，該系統還能借助聲學及光學或雷達等原理技術，來提高識別效果的可靠性和精準度。記憶智能程控煤巖分界識別及控制系統應用范圍最廣，是目前國外機型采用最多的技術。雷達探測技術的應用前景也非常可觀。3.2液壓支架跟機自動化技術在采煤機上安裝紅外線發射器發射數字信號，每臺支架上均安裝一個紅外線接收器，用以接收來自煤機紅外線發射器的數字信息，以此來檢測煤機位置與方向信息，根據現場不同環境條件對應的采煤工藝，開發液壓支架自動跟機軟件。控制系統識別采煤機位置與方向信息，實現工作面液壓支架跟隨采煤機作業的自動化控制功能，包括跟機自動移架、自動推溜、跟機噴霧自動化功能，從而完成液壓支架動作與采煤機運行位置動態匹配，實現工作面液壓支架與刮板輸送機跟隨采煤機自動化運行。通過分析端頭支架與轉載機3.3遠程控制技術我國成功發明了地面遠程干預型綜采控制系統，包括綜采裝備控制系統、工作面視頻監視系統、井上井下數據通訊系統與地面監控系統。地面監控系統包括遠程控制系統、地面語音系統；綜采裝備控制系統安裝于井下綜采工作面；綜采裝備信息及監視視頻圖像信息通過井下數據通訊系統經由井上井下環網傳輸到地面監控系統中，地面監控系統據此對井下綜采裝備進行控制，包括啟停控制、運行狀態監測、自動化開采、遠程干預、故障診斷及報警、歷史數據分析等。該系統有效地將井下監控中心功能轉移至地面，極大地提高了開采人員的安全性。3.4井下-井上雙向高速通訊技術操作人員在井上操作系統進行作業的過程中，需要不斷地接收井下開采系統傳來的信號。如何快速、準確、完整、清晰、實時地進行通信傳輸，以及時獲取井下各類環境指標、設備工況、調度指令及作業參數等，是非常重要的問題。利用雙向高速通訊技術，可以實現信息由井上到井下實時傳輸和反饋。而且，該技術的信息傳遞速度非常快速，在煤礦無人工作面信息傳輸中，起到了舉足輕重的作用。3.5煤流負荷反饋采煤控制技術我國自主研發了“高壓變頻器、高壓電機、摩擦限矩陣與行星減速器〃相結合驅動的刮板輸送機，配套開發了專用智能控制系統，實現了跟隨煤流負荷大小自動調節刮板輸送機速度，具備了智能啟動、煤量檢測與智能調速、鏈條自動張緊控制、遠程監控與功率協調等功能。可根據實時檢測到的刮板輸送機煤流負載，利用變頻器控制技術自動協調工作面采、裝、運的運行。結語綜上所述，在煤礦綜采工作面進行施工作業的時候，為了更好的提高開采的質量與效率，可以根據實際綜采工作面的實際情況，選擇最佳的無人化開采技術方案，提高綜采工作面的開采安全與質量。在無人化開采技術方案推行的時候，不僅需要理論論證開采方案的可靠性，并且需要試點開采以準確的開采數據信息，提供權威可靠的數據支持。參考文獻：張良，李首濱，黃曾華，王旭鳴.煤礦綜采工作面無人化開采的內涵與實現[J].煤炭科學技術，2014，42（09）：26-29+51.徐光宇.煤礦綜采工作面無人化開采技術探析[J].中國高新技術企業，2015（36）：143-144.車勇.煤礦綜采工作面無人化開采技術探析[J].科技風，2017（15）：107.基于柳鋼軋鋼加熱爐節能技術應用分析梁溪廣西柳州鋼鐵集團有限公司棒線型材廠廣西柳州545002摘要：本文對蓄熱式加熱爐的應用情況進行分析，然后分別對汽化冷卻技術、黑體輻射強化傳熱技術、燃燒控制技術、送熱裝技術、步進梁交錯技術，在柳鋼軋鋼加熱爐中的應用情況予以研究，以此合理使用柳鋼軋鋼加熱爐節能技術，發揮出其最大的作用，保證加熱爐的節能效果。關鍵詞：柳鋼軋鋼；加熱爐；節能技術；應用情況柳鋼軋鋼加熱爐，以焦爐煤氣作為主要染料，出爐鋼坯的溫度在1200°C左右。同時，柳鋼軋鋼加熱爐能源消耗量較高，應用壽命較長，可有效節約空間。所以，需要合理使用節能技術，以便為柳鋼軋鋼能源提供保障。一、 蓄熱式加熱爐的應用情況蓄熱式加熱爐爐內燃燒所致煙氣，經蓄熱燒嘴實行處理，低溫煙氣為220°C。然后，經排煙管排入煙囪，空氣與蓄熱室加熱到1000°C左右，這時能夠滿足鋼環加熱的相關標準[1]。柳鋼為軋鋼加熱爐，柳鋼加熱爐蓄熱室中應用陶瓷小球，將其作為蓄熱體，表面積為560m2左右，如此一來可提高傳感系數，減小蓄熱室體積。蓄熱體具有耐腐蝕、高溫、應用時間長等特點，并且在結構方面和傳統蓄熱室爐比較，有明顯的優勢。二、 柳鋼軋鋼加熱爐汽化冷卻技術的應用加熱爐的冷卻方式包括：水冷卻、汽化冷卻，前者能夠利用水吸收熱量，后者可借助水的作用，轉化為蒸汽，吸收較多氣化潛熱，使構件實現冷卻的效果。吸收相同熱量條件，汽化冷卻系統給水量約為水冷卻系統的1.5%，以此獲得節水的效果。汽化冷卻系統縱爐底管滑道的溫度，明顯高于水冷卻系統，可降低鋼環黑印，保證加熱爐鋼料的質量。柳鋼熱軋棒線型廠的加熱爐中，4棒％棒加熱爐均配套了汽化冷卻技術。加熱爐汽化冷卻系統，經水梁立柱、循環回路，以及給誰、補給水、排汽、排污等系統構成。步進梁式加熱爐，可產生壓力為0.5MPa飽和蒸汽。以2018年柳鋼軋鋼加熱爐蒸汽回收情況進行分析，中板、熱軋2032、熱軋1450、4棒、5~6棒的壓力值分別為：0.5MPa、0.784MPa、0.786MPa、0.784MPa、0.787MPa；中板、熱軋2032、熱軋1450、4棒、5~6棒的流量值分別為：12/1?h-1、8/1?h-1、5/1?h-1、6.4/1?h-1、4.2/1?h-1。三、 柳鋼軋鋼加熱爐黑體輻射強化傳熱技術的應用加熱爐爐膛內部熱量傳遞包括：對流傳熱、輻射傳熱，溫度達到1200°C左右，輻射傳熱方式占總熱量傳遞〉90%。因加熱爐內輻射可經熱射線傳至被加熱鋼坯，因此爐膛表面為凹凸不平的狀態。無序熱射線部分可被吸收，大部分熱能無法被吸收，熱能浪費的同時，還會降低熱爐的效能。因此，應結合加熱爐傳熱原理、黑體理論情況，在爐膛內壁合適位置，設置多個輻射元件，和經過保護、強化處理的爐墻保持統一，以便構成加熱爐紅外熱量傳遞系統。輻射元件，能夠將爐膛的熱射線調整為定向加熱鋼坯，這時可提高熱射線率、加熱爐熱量傳遞率，從根本上保障加熱爐的節能效果。熱軋1450生產線1號加熱爐，屬于比較常見的爐型，煤氣消耗量較大。采用黑體輻射強化傳熱技術后，煤氣消耗量降低，熱裝溫度升高。同時，產量、熱值折算后節能率為13.5%左右，而裝鋼溫度折算后節能率在10%左右。值得一提的是，熱軋廠1450生產線1號加熱爐運行安全、穩定，沒有發生爐內大面積黑體輻射元件脫落的情況，可在棒線型材廠的二高線、4棒加熱爐，中板2號爐、熱軋2032線3號爐中予以廣泛的應用、推廣［2］。四、 柳鋼軋鋼加熱爐燃燒控制技術的應用因為棒線型材廠加熱爐，為大型燃氣窯爐，煤氣消耗量較大。而加熱爐燃燒系統直接關系到工序實施情況、能源消耗指標是否可以降低、成本等。柳鋼軋鋼加熱爐，改造前可使用燃燒系統DCS，通過分布系統進行控制。棒線型材廠研發的新型大型燃氣窯爐溫度控制方法，申請了國家發明的專利，可遵循溫度方法對以往的加熱爐燃燒系統實行改造，從而達到節能的效果。五、 柳鋼軋鋼加熱爐熱送熱裝技術的應用熱送熱裝技術，能夠運用連鑄鋼環自身無力熱能，降低能源消耗、生產成本，并保證產品的質量。而熱裝率的情況，可直接評判柳鋼加熱爐生產組織。連鑄坯熱送熱裝主要涉及間接熱送、直接熱送。其中，間接熱送指的是連鑄坯生產后下線、堆垛、存放，可在要求時間內送至加熱爐，裝爐時可對物料表面溫度進行測定，溫度為400/400°C以上的生產工藝。而直接熱送為連鑄坯切割后部下線，可經輥道送至加熱爐中，而加熱軋制的生產工藝。一般情況下，柳鋼軋鋼廠多采用間接熱送生產工藝。柳鋼熱裝熱送時，容易受到排產組織、訂單合同、原料廠等影響，所以會對熱裝率構成不同程度的影響，需制定相關措施進行處理。構建柳鋼發熱送熱系統，以此對連鑄、軋材廠加以管理，更好的完成熱送熱裝工作。然后，對物料堆放方式、存儲方式進行完善，如：可在輥道、上料輥道安裝保溫罩，旨在減少物料于輥道中發生的熱損失，建議在所有生產線配套建設保溫垛，從而做好高溫物料的保護工作。此外，需進行庫房的管理，認真落實冷裝方案、熱裝方案。結合具體情況，合理調整生產計劃、加熱機制的內容，合理使用能源。（六）柳鋼軋鋼步進梁交錯技術的應用建設新線時，選擇新型步進梁加熱爐，因為其屬于機械爐底爐，能夠借助步進梁機械運動的作用，將鋼坯于爐內經爐尾移動。優勢：支撐梁可以交錯進行布置，保證加熱的效果，鋼坯斷面長度方向的溫差在30°C以下。165mmx165mm方坯，鋼坯四面為受熱的狀態，在較短的時間即可加熱，爐內時間比