液压支架电液控制系统已经在综采工作面得到了普遍推广与应用，实现了单个支架的单动作控制、成组支架动作的顺序程序控制和液压支架跟随采煤机位置的自动控制。但是目前我国液压支架跟机自动化功能仍然没有作为液压支架的主要操作方式持续使用。主要问题是跟机自动操作依赖的控制系统程序相对较固定，在机头机尾位置、采煤机进刀方式等随煤层地质条件影响较大的工艺环节难以满足现场使用要求[1]。另一方面，智能化控制系统根据煤层地质条件、液压支架状态、泵站流量、采煤机速度、煤流系统、人员位置等自我调节能力较弱，传感器精度有待提高，工艺参数的变化与系统响应速度存在矛盾。

观察组(50例):性别(例):男31,女15,年龄(岁)21-71,平均值(41.54±0.25)岁,平均烧伤面积为18.38%。

天地科技股份有限公司和黄陵矿业公司从2008年开始研究智能化开采技术，2013年首个智能化综采工作面开采试验，其中针对煤层条件、开采技术、传感器现状等的回采工艺适应性进行了大量有益的探索[2，3]。

捕食线虫真菌是一种既可以营腐生生活，也可以以营养菌丝特化形成捕食器官捕食线虫的真菌类群，具备较强的环境适应能力〔8〕。有关捕食线虫真菌的分离、纯化技术和鉴定方法已很成熟。综合以上特点，捕食线虫真菌是作为微生物多样性分布格局研究的理想对象。

1 煤层地质条件及配套情况

黄陵矿业有限公司一号煤矿六盘区2号煤层位于延安组第一段第Ⅰ旋回中上部，厚度在1.09～2.88m范围内，平均1.8m左右。伪顶以薄层状灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，厚度小于0.5m。直接顶板以黑色泥岩为主，局部为粉砂岩或细粒砂岩，厚度一般9m左右。基本顶以块状灰白色中～细粒岩屑石英砂岩为主，岩性较坚硬，厚层状，不易垮落。直接底板主要为一套厚度较薄的灰色团块状粉砂质泥岩，呈团块状结构，遇水膨胀，易发生底鼓，厚度一般1～2m，具有波谷部位厚度较大，向两侧减薄的变化规律。

其次，从高校教师层面看，由于受制度性因素和利益性驱使，服务新农村建设的积极性也不高。制度性因素是指地方高校教师着眼职称晋升，比较重视理论研究，对应用性研究缺乏兴趣。在利益性驭动下，即使开展应用性研究，也更愿意与企事业单位合作，而不是服务农村经济社会发展。

工作面采用智能化开采后，工作面生产工序由3名采煤机司机跟机操作、5名支架工分段跟机拉架推移刮板机、1名输送机司机现场值守变为1名工人工作面安全巡视、2人工作面巷道监控中心远程操作。工作面人员实际配置为78人，具体见表3。

2 智能化开采

2.1 视频监控要求

中厚煤层采用滚筒采煤机开采时，沿采煤机前进方向，传统的采煤工艺为前滚筒在上割顶，要防止割顶梁和顶板，后滚筒在下割底煤。工作面视频监控是智能化开采的关键设备，回采过程中采煤机滚筒和顶梁、顶板之间的位置是主要监控内容之一[4，5]。割顶煤的产尘量大，对于工作面逆风流开采，割煤时产生的煤尘吹向采煤机行进方向后方，视频监控的效果良好；对于顺工作面风流开采，割煤时产生的煤尘吹向采煤机行进方向的前方，视频监控效果差。

为此通过以下几个方面调整，以适应智能化工作面开采要求：①增加工作面端头、过渡段的液压支架推移千斤顶缸径，将推移千斤顶缸径从160mm增加到180mm，推移输送机力从360kN增加到445kN；②在推移刮板机工艺之前增加采煤机反复一次，清两次浮煤工艺，工作面端头割三角煤工艺优化为“回刀割底煤→清浮煤→清浮煤→推移刮板机→斜切进刀→割三角煤”，按过渡段长度30m、采煤机调度速度按9m/min计算，增加清浮煤时间约3min，两端头共计增加4次清浮煤时间，共计12min。有效确保了工作面端头推移到位情况，减少了系统监测反应时间，提高了系统执行的可靠性。

煤尘产生量与割煤方式、割煤量、煤质、风速等有关[6，7]。为减少上滚筒的煤尘，提高视频监控效果采用如下两种措施：①采用将采煤机行进方向的前滚筒始终割底煤，后滚筒始终割顶煤的回采方式；②增加滚筒直径，增加前部下滚筒的割煤量，减少上部后滚筒的割煤量。黄陵矿业不同的采高对应的采煤机型号及滚筒直径见表1。后上滚筒的割煤量为前下滚筒的37%～51%左右，有效降低了上滚筒的产尘量。

 

表1 不同采高对应的采煤机型号及滚筒直径

  

采高/m采煤机型号滚筒直径/mm前下滚筒割煤高度/m后上滚筒割煤高度/m14～22MG2×200/925-WD1600160615～28MG620/1660-WD18001810

2.2 清浮煤要求

实际生产过程中，采煤机速度并不稳定，割煤方向与煤流方向不停在转换，因此同一工作面需要在不同的时间段采用不同的移架方式，最大限度保证工作面的生产效率。当采煤机速度较慢顺煤流方向割煤时，可以采用单架顺序移架方式，重点保证液压支架的支护质量；当采煤机牵引速度较快逆煤流方向割煤时，可以采用成组顺序移架方式；当顶板条件允许、煤机速度继续增加时，可以采用成组间隔移架方式。

4.3.1 学生层面（1）激发学习数学的兴趣。数学文化选修课的开设，不仅为学生提供了了解本民族数学传统的机会，还有助于学生认识数学发生、发展的必然规律，了解人类从数学角度认识客观世界的过程，培养求知、求实和勇于探索的精神，体会数学的系统性、严谨性、应用性和广泛性。这样，学生必然会对数学产生学习兴趣，真正喜欢数学，并认真学习数学。

2.3 工作面移架速度及方式

工作面液压支架的姿态智能调整是实现工作面智能化的关键因素，其主要要求包括初撑力保证、支架顶梁接顶、工作面直线度保证等[10，11]。

  

图1 移架方式影响因素图

 

表2 黄陵矿业不同移架方式比较

  

移架方式优点缺点移架速度/(s·架-1)适应顶板类型单架顺序工序简单移架速度慢15不稳定以上顶板成组顺序工序简单移架速度快泵站流量要求高7～9稳定以上顶板单架间隔移架速度快工序复杂12中等稳定以上顶板成组间隔移架速度快顶板暴露面积大时间长6～7中等稳定以上顶板

传统的回采工艺中端头割三角煤的过程包括：回刀割底煤→推移刮板机→斜切进刀→割三角煤。由于机头机尾处刮板输送机过渡段的抬高，清浮煤的效果差，支架推移输送机难以到位。智能工作面机头机位推移输送机难以到位造成如下两个结果：①机头机尾滞后，工作面直线度难以保证；②由于推移无法达到要求，系统反复验证，重复推移，造成系统反应时间滞后，系统可靠性降低。

2.4 工作面支架姿态调整

智能化工作面开采移架速度要与煤流系统、采煤机割煤速度匹配，与支护质量监测效果进行数据通信和反馈，同时受到泵站流量和移架方式的限制和制约，如图1所示。在保证煤流系统和泵站流量的情况下，移架方式选择主要依据工作面煤层顶底板条件[8]。现有移架方式有单架顺序移架、成组顺序移架、单架间隔移架、成组间隔移架四种[9]，其中成组移架又可以分为两架成组、三架成组等，其对应的移架速度及适应顶板类型见表2。

首先通过支架液压系统改进，保证顶梁侧护板前后两个千斤顶能够实现一伸一缩的功能，即优化液压支架调架功能。其次，通过在立柱安设压力传感器，顶梁、掩护梁安设倾角传感器，采集立柱压力、顶梁掩护梁角度，判断立柱受力情况、顶梁低头上翘情况、支架受偏载情况，最后通过姿态算法分析支架姿态，并通过电液控制系统对支架姿态进行调整，如图2所示。该闭环系统一旦监测数据发生变化即自行启动进行调整，同时每隔一定时间自动监测每台支架的姿态。

  

图2 液压支架姿态控制图

3 组织管理

液压支架(中部)：ZY7800/15/30D；采煤机：MG620/1660-WD；刮板输送机：SGZ1000/2×855；转载机：SZZ1000/525；破碎机：PLM3000。智能化无人综采工作面采用SAM型综采自动化控制系统。

综采工作面倾斜长度235m，走向长度为3000～4000m，采高1800～2800mm。工作面进风巷矩形断面尺寸(宽×高)为 4600mm×2800mm；工作面回风巷矩形断面尺寸(宽×高)为 4800mm×2800mm；工作面倾角小于5°；工作面允许最大下井尺寸(长×宽×高)为6000mm×3500mm×2000mm。

 

表3 黄陵矿业智能化工作面人员配置

  

类别岗位岗位配置人数实际配置人数地面人员(14人)队长11书记11副队长44技术员22办事员11材料员22值班员33井下人员(64人)班组长66检修班2436生产一班711生产二班711合计人数5878

 

注：检修班包括采煤机4人、三机3人、支架5人、电工3人、自动化2人、泵站2人、远程供液1人、标准化建设5人。

人员数量的降低、开采工效的提高，必然要求工人素质的提高、管理的科学化。黄陵矿业公司在精细化管理、标准化管理、安全管理、员工素质提升方面进行实践，为智能化工作面的实现提供了可靠的管理保证。

智能化工作面主要岗位骨干人员及公司青年员工均接受设备及软件厂家的理论、设备使用维护的学习；智能化综采队全体人员均参与设备安装调试、操作培训等设备安装使用全过程学习；工作面运行过程中实现岗位自主管理。通过理念渗透、行为养成、监督检查、激励约束机制，实现了员工自主安全管理、自主经营、自主创新、自主成才，为工作面智能化开采提供有力的人员保障。

方案1，系统组成如图4所示。该方案将滑块固定，使系统测量装置保持静止状态，使用浙江托普仪器有限公司生产的YYD-1型号的茎秆强度测定仪，在铝管的正前方施加平稳的水平力，分别同时记录二者获取的数据。

4 开采实践

在采煤过程中实现了“以工作面自动控制为主、以监控中心远程干预为辅”的工作面生产模式，实现了无人跟机作业、有人安全巡视的作业目标。黄陵矿业一号井采用智能化开采以来，采用国产装备，在1.4～2.2m煤层中，年产稳定在200万t，生产效率提高15%。

5 结 语

智能化回采工艺控制系统结合煤层地质条件，通过提高传感器精度、标准化回采作业流程、提高配套系统可靠性、加快系统反应速度等，以提高回采效率、减少工作面人员为目标，实现回采工艺的智能化。

参考文献：

[1] 范京道.智能化无人开采技术[M].北京：煤炭工业出版社，2017.

[2] 牛剑峰.综采液压支架跟机自动化智能化控制系统研究[J].煤炭科学技术，2015，43(12)：85-91.

[3] 李明忠.中厚煤层智能化工作面无人高效开采关键技术研究与应用[J].煤矿开采，2016，21(3)：31-35.

[4] 王国法，范京道，徐亚军，等.煤炭智能化开采关键技术创新进展与展望[J].工矿自动化，2018，44(2)：5-12.

[5] 王国法.综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向[J].煤炭科学技术，2014，42(9)：30-34.

[6] 王国法.煤矿综采自动化成套技术与装备创新和发展[J].煤炭科学技术，2013，41(11)：1-5.

[7] 王金华，黄乐亭，李首滨，等.综采工作面智能化技术与装备的发展[J].煤炭学报，2014，39(8)：1418-1423.

[8] 范京道，王国法，张金虎，等.黄陵智能化无人工作面开采系统集成设计与实践[J].煤炭工程，2016，48(1)：84-87.

[9] 段书武，刘俊峰，王建文，等.柠条塔煤矿1.6m较薄煤层综采工作面设备配套[J].煤矿开采，2015，20(6)：34-36.

[10] 刘俊峰，王国法，王福清，等.皖北矿区综采工作面软弱围岩液压支架耦合性能分析[J].煤炭工程，2016，48(3)：42-45.

[11] 王国法.工作面支护与液压支架技术理论体系[J].煤炭学报，2014，39(8)：1593-1601.