煤矿综采工作面智能化技术分析及应用

煤矿综采工作面智能化技术分析及应用

张洋

中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆市   400039

摘要：伴随着我国的科技和经济不断发展的脚步，越来越多的行业采用智能化手段提升产业产能。在采煤行业也有越来越多的企业和单位利用智能化手段提升采煤效率，保证工人的人身财产安全。现阶段我国采煤行业仍旧存在诸多问题，

例如，煤炭供给无法满足社会发展需求、矿工工人在进行采矿作业时仍旧存在安全隐患、采煤行业的信息传输方式落后等。而智能化的煤矿开采技术既然有机会带领其和单位解决上述问题，将煤矿综采工作的工作效率进行有效的提高。同时煤矿综采工作面智能化开采技术仍旧具有较大的提升空间，在未来的研究过程中不断地发展改进，适应瞬息变幻的信息化时代。

关键词：煤矿综采工作；智能化技术分析；应用

目前，随着我国信息化和智能技术的发展，提高矿山智能化采煤水平已成为今后煤炭工业发展的重要趋势之一。煤炭地下智能化开采需要解决智能资源勘探、先发制人探测等问题，煤层地质特征预测，实时数据快速传输和反馈，数据共享，钻井智能精确定位，智能检测和维护，而问题的解决需要新的技术和地下工程的有机结合。我国正处于转型升级的重要阶段，由于传统产业的有效整合和网络新技术的影响，煤矿企业发生了非常显著的变化。其中，传统装备与智能技术的融合，可以实现煤炭开采智能化，推动行业升级转型。同时，受环境和安全因素的制约，煤矿企业迫切需要先进的智能矿山设备及配套技术。有鉴于此，探索综采煤矿智能化开采是非常现实的。

1. 煤矿综采工作面智能化技术与设备发展现状分析

煤矿综采工作面智能设备主要包括采煤机、液压支架和自动更新装备三个部分。煤矿综采工作面连接着视频光纤网络，建立起了完善的视频监控系统，推动其朝着智能化与自动化的方向不断发展。三种设备之间是相互独立的关系，可以实行单独控制的方式，完善综采设备的功能体系，达成高效控制的最终目标。在搜集信息的过程中，可以运用网络通信系统扩展数据信息范围，运用视频技术实

现远程监控的目标，及时发现综采过程中出现的各种问题，并提出改正策略。

智能化工作面包括视频系统、记忆识别机制、远程控制系统和一键开关系统等，结合了安全感应技术、视频技术、远程控制技术等多种先进科技的优势与长处，完成总体控制综采工作面的目标。

2. 智能化开采技术的主要应用特点

第一，提高开采效率。智能化开采与传统综采的显著区别在于开采活动具有自动化的特征，人员干预煤矿生产的问题得到解决，各项开采活动可按照特定的流程自动进行，开采的规范性得到保障，开采效率提高，人员的劳动强度降低。

第二，安全性突出。开采实行的主要是无人化和自动化的策略，对员工的依赖程度较低，井下作业人员的数量较少，对保障人员的人身安全有积极的意义。在智能化开采方式下，设备的控制可突破空间的限制，以远程控制的方式为主，能够更加精准地识别到事故，及时采取应对措施。

3. 综采工作面智能化开采技术

3.1液压支撑控制技术

液压支撑技术对生产环境的适应能力较强，在工作面产生围岩变形的情况时，相应的顶梁将呈俯仰状态，同时还发挥出防冲击和抗倾斜的作用。在煤矿综采工作面应用液压支撑控制技术时，其基本思路是准备适量高精度的姿态感应器，将仪器配备在液压支撑处，用该仪器获取姿态信号，由姿态控制器读取信号并做相应的调控，保证支架支撑的有效性，主动规避顶柱错茬咬架的问题。此外，在应用监测功能后，可及时获取液压支撑的姿势，根据实测数据调整液压支撑的动作，确保该装置能够有效适应现场的围岩条件。

3.2视频技术

在信息化技术背景之下，可以建立起视频监控平台，实现远程监控采煤工作的目标，提高采煤工作的效率与质量。远程监控设备能够降低故障发生概率，确保工作系统的高效有序运行。运用视频技术进行远程监控能够提高工作人员的协调能力，充分发挥出团队合作的重大作用，对于实现高质量管理的目标具有重要作用。

3.3采煤机记忆截割技术

综采工作面的落煤机械设备主要采用的是采煤机，此设备记忆割煤的具体实现方式包含记忆学习、记忆截割等。在采煤机开采期间，分析采煤机的运行参数，完整保存各工艺段对应的参数，将此类参数作为指导，达到自动割煤的生产效果。若采煤机存在故障，可结合实际状况对作业模式予以切换，例如：采用人为操作割煤模式，避免因设备故障而导致生产作业中断。智能化开采和采煤机的自适应能力较强，可分析工作面的地址数据，结合此部分数据感知工作面的姿态，进而实现数字化采煤功能。

3.4识别技术

智能识别技术是提高综采工作自动化水平的重要保障、工作人员需要将开采需求作为前提条件，建立起与之相适应的数学模型，运用网络技术设计出验证算法，确保识别过程的精确性，不断追求革新与更正，为成功研发新技术奠定坚实基础。

煤矿作业的开采环境较为复杂，传统的记忆识别程序和振动频率传感器方法并未发挥自身价值，在实际生活中的作用不大。所以，需要加大研发力度，创建出分辨率较高的自动传感器，降低开采过程的成本投入状况，吸取国内外前沿技术的优点与长处，提高识别准确程度，使得综采过程朝着更加智能的方向不断发展。

3.5刮板输送机智能化技术

刮板输送机属于装煤装置，在提高此类设备的智能化运行水平后，有利于煤炭运输的高效进行。刮板输送机智能化的运行方式中，关键要点在于检测刮板输送机的姿态，评估其是否与液压支架呈平行的位置关系，若不具备该关系，将针对实际情况做灵活的校正，直至平行为止。此外，针对刮板运输机的定位状况做相应的调整，防止设备在运行过程中出现下滑上窜的异常状况。

3.6测量技术

综采过程中涉及的工作面较为狭长，需要在液压支架的作用之下发挥作用，测量起来较为困难。并且煤矿开采过程的地势地形状况较为复杂，煤层结构多变，需要利用激光定位技术提高开采效率，降低切割过程中产生的大量灰尘。为了提高开采质量，需要获得符合实际情况的测量结果。需要不断革新现有的直线测量技术，提高综采工作的精确性。

3.7支架防撞技术

主动安全防撞系统可以安装在采煤机上，属于感应装置，可以提前向采煤机发送视听警告信号。雷达检测和机械防撞的主要功能是结合雷达检测技术检测采煤机滚筒附近的障碍物，如果系统在采煤机操作前检测到障碍物，采煤机操作将暂停并待机，相关工作人员及时进行解决。操作原理是基于剪切机的平稳运行，即系统状态不工作，当采煤机即将接近采矿设备、液压支架或工人时，系统会发出警报。如果驾驶员在发出警告后没有采取加速/减速制动等具体措施，系统的紧急制动系统可以自动启动以避免碰撞。

结语：

综上所述，企业要不断地吸收煤矿综采工作领域相关的人才，推动煤矿综采工作面智能化，使得其企业能够尽早地拥有完整的智能化生产体系。将智能信息管理系统与生产控制系统相结合，将原本只能由人工操作运行的机械设备转为计算机运行，提高生产效率，保证生产安全性。在未来的煤矿综采行业中，人力劳动将大幅削弱，生产活动实现自动化，利用云计算、边缘计算等先进计算方式进行地理问题的分析和处理，为正式进行开采工作前制定合理的开采方案。企业应该明白，完整的自动化系统可以保证工作人员的生命财产安全，规避大部分即将发生的危险，减少工程停滞的可能。

参考文献：

[1]王海川，张晓，宫东豪.煤矿综采工作面智能化技术及装备发展研究[J].内蒙古煤炭经济，2021(15):68-69.

[2]边沛东.煤矿综采工作面智能化技术与装备发展研究[J].机械管理开发，2021,36(06):287-288.