煤矿智能化开采技术现状及展望

煤矿智能化开采技术现状及展望

黄同心

贵州省盘江精煤股份有限公司土城矿，贵州 盘州 553531

摘要：煤炭是我国的主要能源之一，其应用方面比较广泛，因此我国对煤矿开采技术要求过高，加强对煤矿智能化开采技术的创新和应用探讨的意义十分重大。近几年来，我国技术人员创新煤矿开采技术，并且从保护环境等各方面着手，坚持以人为本的发展理念不断完善和创新煤矿开采技术，通过各种创新型技术进行技术水平的提升，从而实现既保障煤矿开采的顺利进行，还保障了我国的生态文明建设不断推进，进一步促进我国的可持续发展战略，并为我国提高国际地位奠定基础。

关键词：煤矿开采；智能化；技术创新

1当前智能化技术以及装备应用的情况

在当前工业技术不断完善的背景之下，煤矿综采的自动化技术也取得了一定进展，并且相关研究也在不断深入，诸多领域特别是在矿业开采行业中开始对此技术进行广泛应用。我国在现阶段已经基本完成了综采工作面自动化的目标，同时逐渐朝智能化方向有所发展。通过将智能化系统应用到综采工作面不仅可以对采煤机生产能力进行自动化调节，还可以实时监测运输系统压力负荷以及工作面地质情况变化，从而对综采出现的一些不稳定性信息与风险因素及时监测，最大程度确保综采工作面工作的可靠性和安全性。

在煤矿开采所使用的智能化技术之中有一项技术极为关键，就是自动取值技术，当开展采煤推进作业时，应用自动取值技术可以使工作面与巷道二者方向处于正交，最大程度避免刮板输送设备因为受力不均匀而造成内部应力偏大等相关问题。借助智能化技术的地理信息系统可以对采煤机实际工作状况、所处位置甚至是各项参数等进行实时监测与分析，从而对采煤装置的运动轨迹进行科学调控，确保采煤机不会出现与轨道相偏离等问题。另外，地理信息系统还可以给采煤机进行导航，使采煤机依据系统给出的路线进行自动化作业，最大程度地减轻了人工压力。

2现阶段较为常见的智能化技术以及发展方向

2.1智能液压支架

就目前所使用的综采液压支架来说，其内部的电液控制系统实际上并没有完全与液压支架结构达到完美融合。将电液控制系统真正融合到综采液压支架内部，实现传感器、支架机械结构以及控制装置等完美融合，实现一体式的液压支架结构，不仅可使支架整体生产成本得到大幅降低，还可以促使液压支架向着智能化方向发展。

要对液压支架进行远程操控，对智能化技术的远程控制体系的科学应用尤为关键。借助该技术能够在监控中心直接操控液压支架控制台，同时通过工作面的视频界面等便能够辅助完成远程控制等一系列操作活动。

2.2智能采煤装置

通过智能采煤装置能够按照具体的采煤需求对工作模式进行科学有效的切换，借助传感装置来采集与分析采煤机和对应支架位置关系以及工作情况，以此来对采煤机工作轨迹进行预测，从而能够更好地实现采煤装置以及其他辅助类机械的自动化作业。在智能采煤装置内安装监控系统，可以对采煤机工作的具体信息进行及时有效反馈，例如采煤机的工作状态和所处位置等，同时中心控制系统可以依照工作的实际需要为采煤机的滚筒设置升降等命令，以此对采煤机进行远程操控，最大程度地提升开采可靠性和安全性。

2.3视频监控技术

借助视频监控技术创造一个综采工作面三维形态的采煤环境，对工艺设备以及实际采矿作业进行科学直观模拟，操作人员可在任何时间直接进入到系统所模拟的所有区域之中，达到人机互动的目的，摆脱工作面施工时间与空间等因素造成的束缚。另外，视频监控系统也可以对物体运动的不同状态、具体种类以及对应设备的信息等进行识别，甚至能够模拟出设备的运行规律，以此来对空间状态进行确定进而创造一个和实际环境近乎一致的虚拟化空间，为煤矿开采作业提供更为准确且系统化的信息数据，最终实现优化生产整体流程的目的。

2.4利用采场围岩技术进行安全预防

在利用智能化的煤矿开采技术过程中，采取采场围岩技术可以有效地进行煤矿开采的安全预防。但是，在利用采场围岩控制技术的过程中，需要对煤炭资源分布地区的岩层进行深入研究与分析，从而保障采场围岩技术能够顺利进行。并且在正式开采阶段，需要利用创新的煤矿开采技术营造一种高效的、安全的生态环境，在进行长期的煤炭开采的过程中，利用以往的开采经验，结合不同矿区煤层分布特征，煤矿所属地质特征，还有地理环境等问题设计出最客观具有科学性的开采方案，并且设计人员在设计开采方案过程中，应当对于开采设备的各种有效信息进行深度的分析，给出最为科学的开采设备使用方案，从而促进开采人员使用最适宜的工艺技术进行煤矿的开采，有助于保障开采人员的人身安全，并且对于矿区人民的生命财产安全进行强有力的保障。

2.5智能化技术应用于控制水资源污染

第一，在面对矿区地面有水的情况下，矿井采取闭路循环供水系统，从而减少对水资源的污染。采用这样的方法既可以减少矿井中水资源的排放量，又可以缓解矿区用水紧张的局面，并且有些矿区空地中存在许多洁净水富含矿物质元素，面对这样的情况，煤矿开采企业可以开发这部分水资源，建立矿泉水品牌，这可以为企业带来一定的经济效益。这种情况下带来经济效益一定程度上对于治理矿井中水污染的问题有着积极的影响。第二，如果发现煤层中含有水层时，应当对矿井中各个道口进行布置，使得保障这些富含水资源的地方在开采的过程中水资源不受到污染。第三，如果煤层表面存在大量的水资源，这就需要利用更加先进的采矿技术，采取小面积的采矿手段进行采矿，从而保障水资源不被破坏。

3智能化技术发展趋势

随着科学技术的快速发展，特别是近些年光电子技术的飞速发展，煤矿开采的智能化水平逐步提升，并且将会呈现高发展态势。一方面，可以在放煤作业过程中借助对应的识别控制算法获取放煤模型，以此完成放煤自动化，从而缓解工作人员工作负荷以及压力；另一方面，借助无线电波以及红外线等当前较为成熟的技术，进一步开发分辨率较高的新型传感装置，从而降低煤岩界面识别难度，提升识别速度，为采煤机滚筒调高自动化控制功能的实现打下良好基础。按照煤矿开采需要研发组合型调高技术，在调高系统中应用雷达探测等顶尖技术，实现工作面高度的自动调整与自动检测。

由于开采巷道为狭长造型，使得测量定位技术的应用过程受到一定影响。因此，需要充分考虑采煤机截割时产生的煤尘造成的干扰，不能采用常规化激光定位技术，必须根据装置实际情况科学调整装置定位的进度，通过组合多种机械装置的方式，增强检测质量，提升检测工作的效率，精准把控相邻的液压支架和刮板输送机位置。

基于智能化技术控制，煤矿开采液压支架能够对某单项操作以及自动化功能进行连续有效的执行，然而由于顶底板工作环境相对复杂，使得难以达到预期支架动作效果。为此，要进一步强化装置的自动化水平，使设备在操作时能够得到及时修正以及调整，以此来降低采煤机与刮板输送机等采掘设备受到不利因素影响的概率。

4结语

将智能化技术应用到煤矿领域，能够极大地提升煤矿开采的整体质量与效率，也促使煤矿企业由劳动密集型转向技术密集型。在当前时代背景下，将会有越来越多更为先进的智能化技术被应用到煤矿开采领域，同时软件开采系统同样也会得到进一步完善，各个系统之间的信息数据共享必将趋于稳定，煤矿生产水平一定能够得到全面提升，从而为煤矿企业经济效益的进一步提升提供有力保障。

参考文献：

1. 侯凌飞. 煤矿智能化综采技术现状及发展[J]. 石化技术, 2020, v.27(08):176+179.

2. 余铜柱. 智能化技术在煤矿开采中的现状及展望[J]. 科技创新导报, 2019, 016(019):22-23.

3. 王国法, 赵国瑞, 任怀伟. 智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J]. 煤炭学报, 2019, 44(01):34-41.