智能化技术在综采工作面的应用

智能化技术在综采工作面的应用

夏国华

淮沪煤电有限公司丁集煤矿调度所  安徽淮南  232141

摘要：在煤矿井下进行综合机械化开采煤炭的工作过程中，采煤机是其最为关键的设备。只有采煤机满足了智能化，才可以同一时间实现综合机械化采煤作业的智能化。智能化需要采煤机可以根据本身的状况和不同煤层的情况自动调整。采煤机智能技术的重点是状态感知和智能管控。据此，详细地剖析了综采自动开采煤炭技术的运用和使用益处。

关键词：煤矿；综采；自动化采煤

1智能化开采关键技术

1.1智能集控技术

综采智能开采煤炭体系能够满足矿井煤炭资源的高效利用，开采煤炭装置间能够通过体系建设互相协调，目的是合理、高效地开采更深的煤炭，操作时通过设置采煤机、输送机器及支架等装置间结合煤层的赋存条件进行独立联动，这必须要建立一套完整的装置综合管控体系，进一步满足各类装置之间的有效互联。以切割路径规划、可视化远程干预控制等新科技为基础，建立了井下集中控制、综采工作区及地表调度为核心的三级管控框架，创建了一套智能化集中控制体系，满足了智能化集中管控技术的应用。采用智能化集中控制技术，使工作面的操作人员数量少了约三分之二，工作区满足了无人化运转，操作效率和安全性大大提高。

1.2采煤机及支架协调联动采煤技术

采煤机与液压支架始终都是采煤工作面生产时至关重要的重点装置，它的运行效率对整个综采作业的综合收益有着十分重要的影响。在智能采矿过程中，只有保证采煤机能够成功切煤并实现支架的实时移动，才可以有效保证采矿操作的不断高效进行。综采工作面使用采煤机记忆截割方法，协调支架位置进行同步监控，组建出采煤机和支架协调联动采煤体系。操作时，首先以人工操作实现一个完整的切煤循环，采煤机实时记忆切煤过程中的所有参数及参数信息的改变和运动轨迹，然后自动进行切煤操作。当采煤机记忆切煤时，通过敷设在支架上的红外定位设备，会立即把有关信息传递给支架管控模块，从而持续调整支架，以保证支架能够正常的跟随机器，保证作业的有效性。综采工作面以运用采煤机、支架协同联动开采技术，满足了以记忆切煤为主，人工干预为辅要的操作方式。与以往的切煤操作模式相比，这不仅能够每天多了三刀的切煤量，还大大的降低了操作员的数量，从而使操作力度极大程度地下降。

2综采自动化采煤技术的应用优势

2.1智能采煤机

智能采煤机能够将煤炭开采技术的真实需求结合起来，设计出多类不同的作业模式，从而协调并联动控制刮板运输机和支架。结合微机电系统，收集采煤机与支架的作业状态，完成运转轨迹的预测及采煤机位置关系的计算，进而实现闭锁采煤机与其他装置的联动。智能采煤机能满足煤体边界自动检测和记忆切割功能，依照采煤工艺将支架倾斜、切刀倾斜，配合机器操作等需求一一实现，最后联系所有工作面装置为一个完整的整体。设计了一种用于监控中心远程控制的采煤机，操作平台与采煤机位置监控体系进行通信，以便获得采煤机的操作方向和位置，结合采煤机平台的视频，发出升降滚筒的命令，将采煤机和数通总线的通信相结合，并进行通信指挥，随后使采煤机得到输送的信号，实现对采煤机进行远程控制。

2.2智能液压支架

如今，针对全机械化液压支架电液管控体系而言，是在支架生产后添加的附赠产品，而还没有真正的融入到液压支架的结构中，在支架产品开始设计时，运用电液管控体系，合理的统一了支架的机械组建、控制器以及传感器，以保证成为支架机电一体化产品，最终降低支架的成本，提高支架的自动化水准。设计在监控中心放一套液压支架远程控制台，将液压支架远程控制台与工作面视频和电液的管控计算机接口相结合，实现了对液压支架的远程控制。综采工作面液压支架受目前流行的电液控制体系的影响，随着采煤机的支架满足了采煤机的自动跟随。所有支架远程遥控的核心是液压支架随着采煤机的自行操作，并辅以人工手动遥控的影响。但液压支架在自动升降后，很难满足“三平两直”的工作规范，还需要判断工作面多种支架的相对区域，以实现工作面支架的自动校直。技术途径是结合工作面的监控视频，以机器视觉技术及时计算出支架的相对位移，进而保证工作面支架按规范对齐[1]。

3综采工作面智能化采煤技术的应用

3.1综采工作面的监控技术及自动找直

综采工作面智能化技术在现如今的煤矿开采工作中得到了普遍的运用，其中最根本的是综采工作面的监测与自动校直。因为煤矿附近的地质环境十分繁杂，必须让煤炭公司对综采工作面进行始终不停的监测工作，降低事故发生的概率。此外，因为采煤工作有着一定的繁杂性与体系性，体现出在真实的操作过程中，综采工作面必须包含大量的施工装置，因此为了保证施工的顺利进行，对工作面的实时监测变得十分关键。在实时监测综采工作面的过程中，煤炭企业要对目前所掌握的监测技术进行改进，进而将监测技术有效地完成如今的工作需要。与此同时，随着科技的进一步发展，仪器的精度也有了明显的增强，因此煤炭企业最后可以主动的引进新的装置，进而满足对当前监测技术全方位地升级改造。监测技术精度的增强，可以合理降低施工装置的间距，也可以合理的增强监测工作的可靠性，保证开采煤矿的安全性。自动矫直体系的升级改造，使煤炭企业可以及时调整工作面倾斜角度，保证输送装置的效率。

3.2实现工作面的交互式监控

在综采工作面的开采工作过程中，液压支架、采煤机和输送机作为具体工作过程的核心工具，对提升采煤效率有着十分重要的作用。针对它们实行交互监测能够直接影响采煤的正常进行。通过对有关施工装置的交互监控，使煤炭企业可以严格控制煤矿开采工作中的所有环节，进而合理降低施工事故出现的几率，有效确保工作效率。全局监测技术与坐标测量技术作为交互监测中的两种主要监测技术，对改善煤矿开采工况具有十分关键的意义。全景监控技术即切换和连接综采工作面不同工作点的画面，使相关管理部门可以全面监测整个工作面，尽快地做出工作部署的重新调整，加强煤矿开采工作的安全性。坐标测量技术是监控施工装置的安装情况，进而保证装置安装的精准性，高效确保工作效率[2]。

3.3记忆采煤技术

智能机械开采煤炭应当在综采工作面找到对应的采煤区，管控开采煤炭工作的水平面，才能进行合理、高效地的纵向切割。现如今，全智能机械采矿对技术的需求极高，在我国实施智能化采集煤炭的过程中，为填补技术的缺陷，应用记忆采煤完成采煤机的调高管控。先是请专业的采煤驾驶员运行采煤机来做采煤演示，然后通过采煤机的智能运行体系记录数据，再根据这些数据进行智能采煤。此种方式能够节省大量人力，但缺陷是当煤层走向和高度变化较大时，必须再次进行人工调整。

3.4连续生产保障技术

为确保智能机械装置可以在综采工作面上不断生产、工作，一定要保证采集煤炭过程的安全，做好随时应对突发情况的准备。所以还应当传输平衡控制技术与避碰技术。采运平衡十分关键，智能采煤必须将切煤的速度控制到位，形成安全与效率间的协调通常使用摄像仪类的图像采集识别方式来监控采煤和刮板。在智能采集煤炭时，还应当避免采集煤炭装置间的碰撞，防止影响工作人员的安全。利用雷达技术和三维扫描技术远程监测是必要的，许多重要的开关也必须让操作人员管理和控制[3]。

结束语

随着社会经济和科学技术的快速发展，城市建设对煤炭资源的需求日益增加，所以有必要剖析综采自动化采煤技术在采煤过程中的合理运用。本文重点剖析了如今综采自动化采煤技术的有关内容，还从另外几个方面剖析、表明了综采自动化采煤技术运用的高效性。煤矿综采自动化技术的高效运用开拓了我国采煤工作的眼界，可以合理、高效地推动煤矿生产自动化与采煤方式的完善、优化，防止以往煤矿生产过程中出现的问题与安全隐患，及时地觉察和处理煤矿生产时出现的不安全因素，极力缩小煤矿生产过程中出现安全事故的几率，推动煤矿企业经济收益与社会收益的一同提高。

参考文献

［1］孟祥军，李明忠，孙计爽.千万吨级矿井智能化综采成套装备及关键技术［J］.煤炭科学技术，2020，48(7)：47-54.

［2］毛善君，崔建军，王世斌，等.煤矿智能开采信息共享管理平台构建研究［J］.煤炭学报，2020，45(6)：1937-1948.

［3］罗开成，常亚军，高有进.综采工作面智能开采关键技术实践［J］.煤炭科学技术，2020，48(7)：73-79.