煤矿采煤机智能化关键技术分析

煤矿采煤机智能化关键技术分析

张宇航         

陕煤集团神南产业发展有限公司    陕西省榆林市 719300

摘要：20世纪下半叶以来，能源行业受到了越来越多的关注，采煤技术方面也取得了很大成就，在很大程度上降低了人工成本，煤矿生产方式逐渐转变为机械化生产，极大程度上提升了开采质量与效率。但随着中国经济水平的不断上升，社会的煤炭需求量越来越大，开采规模逐渐扩大，对井下采煤技术提出了更高的要求，采煤工艺逐渐复杂化。

关键词：煤矿采煤机;智能化;关键技术

引言

为了对煤炭开采过程中技术人员的生命财产安全进行保障，需要从多方面入手，特别要对井下实际开采情况进行全面了解。尽管目前相关采煤技术在中国已逐渐成熟，但仍应不断进行优化与改进。采煤工艺的选择也起着重要作用，相关技术人员应在开采工作前仔细进行数据的采集，了解井下实际情况，结合现有技术的特点进行判断，选择最合理的采煤技术，保障生产安全。

1、煤矿采煤技术的发展现状

随着中国科技水平的不断提升，各行各业都得到了飞速发展，其中煤炭行业也得到了很大的发展。中国煤炭资源丰富，煤炭行业具有一定的发展优势。随着社会经济的发展，煤矿开采规模逐渐增大，同时显露出一系列问题。在发展前期，煤炭行业相关技术和设备都比较落后，而且无法保证开采过程的安全性，开采效率较低。随着时代的进步，中国逐渐加大了对采煤技术和设备的投入，在很大程度上推进了煤炭行业在中国的发展进程，同时也提高了中国煤炭行业在全球的竞争力[1]。

2、煤矿采煤机智能化关键技术中存在的问题

2.1采煤机截割路径的规划有着明显不足

采煤机装置的截割路径规划工作，是保证采煤机能够适应煤矿采煤环境，并且进行良好采煤工作的关键所在，也是提升采煤机智能化不可或缺的一部分。在路径规划工作中，需要专业技术人员对采煤机截割滚筒的特点进行精准、全面的分析，尤其是需要对煤层厚度进行判断。但是在现阶段的采煤机使用过程中，部分煤矿企业对于采煤机截割路径的规划存在明显不足的现象，对于采煤机装置的具体需要做不到满足与合理设计。加强记忆截割技术对数据资源处理模式的关注程度，在关注中保证截割数据实现完善的采集和分析研究工作，确保采煤机装置在采煤过程中能够实现智能化的进步。

2.2自适应牵引控制方案设计不全面

自适应调节牵引控制系统设计时确定了采煤机设备可以合理利用的关键所在。但一些采煤机自适应调节牵引控制技术方法的构建者对矿井开采环境的分析并不全面，特别是在采掘过程中所遇到的截割阻力并没有经过正确的分析与研究，这就使得采煤机设备的牵引速度得不到相应的保证，在实际工作流程中也无法使用自适应调节控制系统进行对牵引控制技术方法的细节管理。一些自适应牵引力控制技术方案的设计中，对采煤机设备运转的稳定性关注不够，对滚筒等加工设备的高度要求也关注不够，这就使得自适应牵引力技术的实际运用，很难得满足对采煤机设备的高度调节要求，难以有效明确采煤机截割要求和改善截割环境。此外，还有部分自适应牵引控制技术方案中的具体设计流程工作，对采煤机的牵引电流并没有一定的重视，特别是在对于处理输送电流及装置设计工作中，往往很难从截割电流的速度控制方面进行有效的管理，这也就使得自适应牵引控制技术无法进行高效的实施，同时关于截割条件也缺乏完整的经验总结。

3、煤矿采煤机智能化关键技术分析

3.1支护技术

一般来说，煤矿实际开采中采用的是四连杆液压支架。该种支架在生产过程中具有较高的稳定性，但支架体积过大，灵活性较差，使得运输过程难度增大，并不适用于薄煤层开采。因此在薄煤层开采中，应当结合实际生产条件对传统的四连杆液压支架进行改进，使它起到支撑油缸的作用，并且需要在油缸两侧对顶梁和底座进行固定，进而通过对油缸位置的调整来控制顶梁的状态。此外，增加四连杆液压支架的支撑负载能进一步提升支架的安全稳定性。在实际生产过程中，可利用红外线的发射与接收来实现支架自动控制功能，进而确认采煤机所处位置。同时，为进一步提升采煤机传输信息的能力，可在支架位置处安装采煤机辅助摄像头，在对采煤机进行实时监控的同时，有效提升薄煤层的综采自动化效率。

3.2电控自动化技术

薄煤层综采自动化电控采煤能克服薄煤层作业条件限制问题，针对性地解决了采煤机存在的电源耦合器问题和智能化装置问题。电控自动化技术的主要研究目的是解决采煤设备运行过程中的安全性和稳定性问题，通过综采工作面集中控制系统对井下各类机电设备的运行状况进行实时监测，在保证安全的前提下，尽可能使设备发挥出最大效果。具体来说，电控自动化技术实现的关键就是不断地对井下设备信息通信方式及效果进行优化，充分利用计算机技术，对红外传感器、电源耦合器等设备及线路进行检修及维护，消除安全隐患，预防它出现问题。此外，调整设备的安装调节，通过计算机控制系统完成自动化控制，实现设备的自动化运行。电控自动化技术的应用中还应该完成对井下作业各个环节的监测，保证各设备的参数能稳定传输，并解决施工条件带来的限制问题。利用该技术可以高效实现井下各类信息的自动化采集处理，进而保障采煤过程的安全

[2]。

3.3采煤机自动化技术

要想实现采煤机在巷道中的顺利运行，应采用体积较小的设备，并且采取斜切进刀的截割方式进行采煤。薄煤层综采中，传统的采煤设备没有通信接口，且自动化程度极低，无法完成对设备参数的监测与控制。要想进一步提升采煤机设备的自动化水平，其控对巷道内的煤层信息等各项参数进行反馈，针对性地对采煤机的防护支架进行控制，完成采煤机自动化作业。该方案主要通过自动化的手段来达到提升防护支架的承载能力，同时也能保障采煤机的移动作业，具有更强的适用性。除此之外，还需要对先进的智能监测设备等加以充分利用，不断地完善其监测功能，进一步提升采煤机的自动化水平。

3.4爆破采煤技术

爆破采煤技术，顾名思义，是指利用爆破手段实现采煤的一项技术。一般爆破采煤技术的操作流程为：打眼—装药—充填炮泥—安装引线—进行爆破。在破煤后，人工将爆破产生的煤炭运输至井上。爆破采煤技术较为传统，很早就得到了应用，但该技术也存在一定的弊端。由于整个过程需要爆破，危险性较高，并且该技术应用中人工成本较大。爆破采煤技术对相关技术人员的专业水平要求较高，需要提供精确的数据进行计算。此外，在爆破采煤技术应用过程中，因为采用的是人工装煤，所以应配置好通风、监控和管理等设施，对开采环境也有一定的要求。目前，爆破采煤技术前期投入成本相对较低，并且长期发展以来，相关技术也得到了一定的优化，生产效率不断提升，因此，现阶段爆破采煤技术仍具有广泛的应用[3]。

3.5自主化采煤技术

随着智能化技术的深度发展，各地区煤矿企业逐步开展自主化采煤技术的研究分析，通过深度应用智能化系统，以提高对各类型设备的整体控制能力及自主控制能力，从而实现对多样化环境以及设备状态的自主应对，同时结合对应的算法技术也可实现有限规模的自主开采学习，进而对于后续结合设备的管控方案优化、设备运作模式优化等内容可实现系统内部的自主迭代，进而不断提高煤炭设备的智能化程度，以此提高煤炭企业的整体生产效率。

结束语

总之，在综采机械化开采过程中，智能化技术是未来煤矿发展的趋势。煤炭企业应积极结合综采工作面的工作需求，逐步引入完善的智能化控制系统，推进系统技术的落地完善，综合机械化开采与智能化开采技术相融合，更好推动综采水平的提升。

参考文献：

[1]郑灿广.煤矿智能化开采关键技术分析[J].中国高新科技,2020,(03):82-83.

[2]王悦琛.煤矿采煤机智能化关键技术[J].当代化工研究,2020,(23):65-66.

[3]苗鑫.煤矿采煤机智能化关键技术探讨[J].石化技术,2020,(04):368-369.