煤矿综采工作面智能化开采

煤矿综采工作面智能化开采

杨浩

国家能源集团神东煤炭集团大柳塔煤矿  719000

摘要：我国煤矿开采的发展趋势为智能化开采，有利于进一步提升煤矿开采效率，实现安全开采。智能化开采的技术成熟度有待于提升，应用范围也需要不断提高。本文简要介绍煤矿综采工作面智能化开采的内涵，其次分析煤矿综采工作面智能化开采的关键技术，最后介绍未来的发展趋势与展望。

关键词：煤矿；综采工作面；智能化开采；技术

引言

煤炭在我国能源占据重要作用，不断提高煤炭开采的效率，提升煤炭开采的安全性，保障旷工生命安全，避免煤炭开采引发矿山灾害，就必须提升开采技术。采取智能化开采技术是未来煤炭开采的必由之路，当前我国智能化开采的技术取得长足进步，使用范围也在不断提高，尽管仍旧存在一些技术方面的难题，但也在不断突破、提升与改进。

一、煤炭综采工作智能化开采的内涵与开采装置

（一）煤炭综采工作智能化开采的内涵

煤矿综采工作面智能化开采，是在煤炭开采中采用智能化开采系统，煤机装备可及时感知井下的情况，通过利用机翼切割设备和配套的自动跟机设备，结合远程视觉监控设备和智能控制系统，实现对设备的远程控制。智能化开采的设备有采煤机、液压支架、刮板输送机的智能化，煤机能够准确的感知井下环境变化，并作出智能决策，进行智能控制。智能化开采是对自动化开采的升级，采煤机与相关的配套设施不仅能够按照已经设计好的参数进行轨迹运行，而且随着现场实际情况进行调整，促使整个煤矿开采出于自动化的运行状态，从而促使开采更加安全、高效。

（二）煤矿综采工作面智能化开采装置

智能采煤机装置可以获取更加准确、有效的井下采煤数据，工作人员可准确了解设备运行情况。在采煤作业中，依据井下状况采取相应运行模式，为工作人员提供准确数据了解设备运行状况。同时可以对煤炭进行探测，并利用远程操控平台实现实时通信。

智能液压支架可以促使控制器、传感器装置一体化，支架的自动化水平提升，利用监控中心的操控平台，借助支架完成操作，将智能化与支架结合，帮助了解采煤机的运行状况。

智能刮板运输机装置，分析刮板运输机装置定位情况，确保刮板运输装置在正确的轨道，开采装置处于平衡状态。

二、综采工作面智能化开采的技术

（一）工作面自动取直技术

在采煤作业进行中工作面必须保证直线，刮板运输机与液压支架才能出于良好受力。智能化开采技术中，充分利用地理信息系统，准确获取采煤机的运动位置、运动参数，对采煤机进行导航，截割采煤机数据至液压支架控制系统。采用惯性导航技术，通过闭合路径算法弥补惯性导航技术缺陷，从而实现对采煤机进行自动导航的目标。总之，准确检测采煤机的位置以及前进防线，调控采煤机工作直线度，竖直方向投影、采煤机滚筒高度控制工作面水平通过液压支架对刮板运输机进行水平调整，从而工作面取直。

（二）煤岩界面识别技术

煤岩界面识别技术准备识别煤岩界面识别后，进而及时调整采煤机的滚筒，可以提高采煤的效率，减少杂质，可以有效避免齿轮切割到岩石。煤岩界面识别技术有放射性探测技术、振动监测技术、电磁测量技术、红外探测技术、图像识别技术和电参量检测技术。红外探测技术的适用范围最广，采煤机对煤层进行切割时，会产生温度的变化，采煤机截齿截割煤岩过程中的红外线成像以及温差存在很大的变化，因此及时识别可以判断煤岩界面。

（三）液压支架跟机自动化技术

采煤机割煤后，支架要及时支护，采煤机的位置作为基准，移动液压支架、刮板输送机。液压支架跟机自动化技术的使用，可促使生产面的正常运行，实现生产的高效、安全运行。综采工作面中液压支架自动化根基技术为主，采煤机、液压支架、刮板输送机、乳化液泵站实现自动化的生产。采煤机上的红外线发送器准确发送数字信号，液压支架的红外线接收器接收发送过来的相关数据信息，采煤机的生产、位置、方向等得以准确检测。因此，要加快液压支架跟机自动化技术的运用，特别是面对较为复杂的环境时，工作人员要根据环境变化的情况及时进行调整。

（四）采煤机记忆切割技术

采煤机记忆切割技术能够有效实现采煤机对煤层进行自动化的切割。采煤机会将工作人员先前的操作数据进行储存，并自动的按照工作人员所输入的数据、路线进行割煤作业。如果发生情况变化，譬如地质条件变化、煤层发生变化时，工作人员可以进行数据调整，并远程干预。采煤机利用记忆切割技术进行切割时，要关注井下环境与地质条件，如果发生线路被干扰或者煤层复杂的情况，采煤机无法继续按照原有数据继续生产，采煤机需要对线路重新进行记忆。采煤机已切割技术要求工作人员对科学技术的操作更加精确，数据的搜集、整理更加全面、精准，对于关键数据的分析更清晰明确，这才能达到智能化监管的目的。当前采煤机记忆切割技术正朝着更加智能化的方向发展，采煤机可以根据工作环境与工作面的变化进行自我调整，从而减少对采煤机截齿的损耗，提升采煤效率，合理利用采煤技术，还会有效节省人力资源。

三、综采工作面智能化开采技术发展展望

我国正在推动煤炭开采智能化和污染物零排放革命，不断改进煤炭开采理念，提升煤炭开采技术，努力推动绿色、清洁能源开采系统。综合工作面煤炭技术开展，正在将5G技术进引入，利用5G技术的超高数据速率、超低延时等特点，在井下工作面布置5G基站，实现信息传输的准确化、速度化。要不断提升智能决策的技术，在复杂的井下环境迅速搜集生产数据并进行分析，在最短时间内构件决策模型，充分考虑复杂环境，进行智能决策。在未来，综采工作面智能无人化的技术研究正在不断完善、推动，相关技术也已经越来越成熟，无人化已经成为必然的趋势。首先，多传感器融合技术得到更加广泛的应用，采取该项技术进行测量，数据更加丰富、精确，更能满足人们对于庞大数据的要求，协助工作人员构建一套更加成熟的技术模型，提高智能无人化系统的运行；其次，智能化开采软件系统也在不断完善，随着多个子系统之间更加高科技化、精确化、系统化，子系统之间的融合度、联系度也在加深，对于特殊情况的处理以及应对也更加从荣，整个系统的运行更加稳定、精确；再次，建立与完善矿业网络系统，采矿作业面与地面、不同系统之间、不同部门之间要实现良好的配合，就必须做好数据共享，工作人员能够随时、准确的了解运行状况，方便不同部门之间做好协调与配合。加快网络建设，设备的控制、分析与运输需要完善网络作为有力的支持。要实现全面自动化，以人工化作为辅助，在深部煤岩体处，环境更加复杂恶劣，更不适合人工作业，可以充分利用人工智能，工作人员在地面进行操作，机器设备在井下操作，提高效率的同时，保障安全。

结语

采矿业的发展要求更高效、更安全，减轻采矿对环境的影响与破坏，在信息化时代智能化开采是必然趋势，不断提高自动化开采系统的稳定与可靠性，提升开采设备的自适应能力，能够更好的应对各种复杂的工作面环境。不仅需要技术层面的提高与信息化水平的提高，还需要观念的更新与管理模式的提高，加强管理，提高工作人员素质，优化配置资源，从观念、技术等多方面着手。不同的综采工作面的情况不同，遇到的问题也有所不同，推进智能化开采，能够更好的适应复杂的环境，提升开采质量。
 

参考文献

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