煤矿智能化开采技术研究现状及展望

煤矿智能化开采技术研究现状及展望

朗 进 王国强

陕西中太能源投资有限公司 ,719109

摘要：科学技术的发展迅速，我国的煤矿工程建设的发展也有了提高。伴随科技的不断发展，智能化技术逐渐应用到综采工作面中，这使得煤矿采煤效率有了很大提升。同时，鉴于采掘工作面是事故高发区，为尽量降低煤矿开采的事故率，确保采煤工作顺利进行，本文参考国内外先进技术，深入探讨了综掘工作面智能化开采技术，总结了其关键技术与今后的发展方向。

关键词：煤矿智能化；开采技术；研究现状；展望

引言

煤炭所具有的经济价值对促进国家经济发展有着重要的作用，因此，掌握先进的煤炭开采技术对任何一个国家来说都显得尤为重要。随着我国智能化产业的不断发展，煤炭的开采作业也逐渐智能化，作为我国煤矿行业转型的关键时期，煤炭的智能化开采技术必须不断创新，与时俱进，要深入挖掘并强化煤炭智能开采控制系统的科学性以及稳定性。本文主要以煤炭智能化开采技术为核心，对技术的创新性及其管理进行深入研究，以此推动我国煤炭行业的发展。

1技术现状分析

采煤机记忆截割，液压支架自动跟机和远程干预控制技术，是目前煤矿智能化开采技术的主要载体。除采煤机记忆截割技术之外，液压支架自动跟机和远程干预控制技术的发展程度较为成熟。采煤机记忆截割在实践使用的过程当中，仍存在不同类型的问题，而且这些问题的存在导致其在使用时不能根据煤层的变化进行自动调整。所以我国煤炭智能化开采的水平相对较低。目前国内外的煤炭智能化开采研究的学者及相关单位，针对采煤机煤岩识别技术进行了深入的探讨，并取得了较好的研究成果。从整体的情况分析，仍存在分辨速度较慢，在恶劣环境下的抗干扰能力相对较弱，以及辨识度差的问题，所以在进行实践操作时，煤岩识别技术的使用价值相对较低。在此背景之下，我们需要从另一角度出发，研究新的智能化技术，解决以上存在的问题。

2智能化开采技术的核心技术分析

2.1 远程人工干预技术液压支架自动化运作

液压机运作环境较为复杂，为了使液压机能够正常运作，一般需要大量技术员工对液压机进行实时动态监控，那么这必然会造成大量人力资源的浪费以及公司成本的增加，更重要的是针对出现的问题不能够及时的发现，就会导致信息反馈不及时，产生的问题得不到及时的解决，最终会造成整体煤炭开采工作的整个运作效率低下。如果可以实现液压机的运作能够处于实时的监控状态之下，那么这将会大大提高煤炭开采工作的运作效率。该技术主要是以实现液压机控制系统与视频监控系统相融合的形式，通过视频监控部门可以实现操作环境处于可视化的状态，同时通过该监控系统远程操作控制还可以实现液压支架能在复杂的环境下自动运转，并能够收集运转过程中产生的相关数据以及相关信息，之后系统会对该信息进行自动整理、分析并报送给相关部门。

2.2 视频监控技术实现综采工作面实时监控

对于煤矿企业来说，在煤矿开采的过程当中，必然会面临开采人员的人身安全问题，尤其是地下煤矿开采活动，为了能够降低安全事故的发生概率，并且对已发生的事故能够做出及时的响应，就需要在综采工作面安装监控系统，并根据工作面的实际情况设计如何安装，从而能够实现地下环境能被地面监控中心实时动态监控，每天的作业环境以及作业状况可以被及时了解。通过监控中心与指挥中心的互联互通以及相互协作，不仅能够实现工作面的可视化，提高工作面的可视化程度，同时也提高了井下作业的安全性，使得地面指挥中心能及时捕获到井下作业的相关情况以及安全情况，并能针对突发事故做出及时的反应。

2.3 综采自动化集中控制技术实现设备全面监控

我国大多数煤矿企业已经建立起了一套比较完整的综采自动化集中控制系统，在煤炭开采过程中，可以实现机械设备处于全面控制并且被实时监控的状态。例如，采煤专用设备，液压支架、供电设备等。此外，根据实际工作环境，设计合理的施工工序，实现井下作业控制系统与地面控制中心控制系统集中控制综采工作面的形式，不仅可以实现煤炭开采流程全自动，还可以实现井下作业的可视化，从而在很大程度上提升了井下作业的安全性以及提高煤炭开采的工作质量。

3煤矿智能化开采技术研究

3.1大断面巷道变形智能控制技术

科技的进步提高了综采工作面的信息化水平，同时，各种先进的设备被引入到煤矿生产中，对回采巷道提出加大巷道断面的要求。大断面巷道与目前一般断面的巷道变形破坏规律存在相同之处，开挖巷道之后，若不及时选择科学合理的支护措施，就会导致巷道的塑性区和破坏区逐渐增大。而这2个区域的扩展是循序渐进的过程，如果及时施加高预紧力锚杆支护，就能够确保巷道的稳定性。因此，当前大断面煤巷围岩变形的有效控制方法是及时采用高预紧力锚杆及锚索支护措施。但综掘智能化工作面对大断面巷道变形要求具有智能感知与控制的功能，所以应深入探索其围岩稳定机理及变形规律，从而实现良好的自动化控制效果。

3.2安全防控系统逐渐优化

目前我国对煤矿开采安全防控系统的关注度越来越高，因此在煤矿系统中进行安全监测工作是必要环节。除加大煤矿人员下井工作的监控力度之外，还要加强网络系统的监控程度，对矿井存在的问题早发现早处理。同时还要定时定期对矿井的安全系数和各设备的使用情况进行了解，如发现存在安全问题，则需要及时修补。除此之外，煤矿企业还需定时定期对工作现场的机械操作人员进行培训，将其综合素质能力进行提高，从而完善安全操作系统。在日常工作中，工作人员也需做好工作记录为后期的工作排查和下阶段的工作安排提供数据基础。总而言之，通过真正提高工作人员的安全意识及设备的安全系数，可真正减少煤矿生产意外事件的发生。

3.3在开展过程中应用智能探测技术

目前我国智能化煤炭开采技术的智能探测技术包含煤岩分界技术，煤矸放入自动识别技术以及超前探测技术。其中煤岩分界技术，通过使用单个天线的和多普勒雷达进行脉冲发送和信号接收工作，当工作的信号接触煤岩时，信号将会逐渐减弱并反射回发射区域，这是工作人员可根据接收的信号区分煤矿。工作人员在对接收的信号进行具体判断时，可通过反射波的波长和频率对煤矿与岩石之间的分界点进行判断。但是在具体使用的过程当中，反射波的波长和频率在传播时，会受到煤层的厚度以及透射波的影响。煤矸放入自动识别技术是对煤矿物的组成进行分析的一种技术，该技术利用分秒脉冲的电场进行材料结构的识别。超前探测技术具有精确度高的特点，而且它的使用范围非常广泛，不需要对物质的成分进行事前分析以及数据输入，在任何条件下都可以获得较为准确的数据。

结语

综掘工作面智能化无人开采主要包括以下两个阶段:可视远程干预型与自适应型智能化无人开采。本文介绍了综掘工作面智能化开采工序、控制系统和技术路线，总结了其中的几项核心技术:大断面巷道变形智能控制技术、视频监控及运输系统智能化技术。相信随着研究的不断深入，会有越来越多的新技术、新设备被引入到煤矿综掘工作面中，同时开采效率还会实现质的飞跃。

参考文献

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