煤矿综采工作面智能化开采技术应用及分析

煤矿综采工作面智能化开采技术应用及分析

薛振廷

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摘要：随着社会经济水平的提升，煤炭是重要的矿产资源，随着煤矿综采发展，煤炭开采效率不断提升。然而传统的煤矿综采方式在采矿过程中仍存在危险和环境问题。煤炭是中国最主要的能源之一，煤矿综采工作面的开采是煤炭生产的主要环节之一。然而，传统的煤矿综采方式存在一系列的问题，如安全风险高、煤炭资源浪费、生产效率低等。随着人工智能技术的不断发展，煤矿综采工作面的智能化开采已经成为煤炭行业的重要发展方向。

关键词：煤矿综采；智能化；开采技术；应用分析

引言

众所周知，煤炭资源的开发利用极大地推动了国民经济与社会的发展，促使人们的生活水平得到提升，为国家实现社会主义现代化强国提供了重要的基础保障。但是，在煤矿的实际开采过程中会受到各方面因素的影响而发生安全事故，严重时可能会危及作业人员的生命安全，给煤矿企业带来更大的经济损失，甚至会影响到煤矿的后续发展。近些年来，在科技和经济的推动下，中国煤炭行业的发展越来越机械化、自动化及智能化，煤炭行业也因此获得了很大的收益。为了进一步提高煤矿综采工作面的安全性、稳定性及可靠性，煤矿企业将智能化开采技术引入其中，并且从实际应用效果来看，该技术具有很好的应用效果，并且能够极大地发挥智能化的优势，不但使得煤矿的生产效率和质量得到大幅度的提升，而且降低了安全事故的发生率。

1煤矿智能化开采技术概述

1.1智能化开采的重要性

随着时代的发展和进步，现代信息技术的迅速发展已经改变了许多传统行业，加快了采矿行业生产方式向低强度生产方式的转变。同时，中国的煤矿开采技术也从最初的人采、炮采、普采，发展到如今的智能化开采。智能化开采结合机械化、信息化技术，通过计算机网络技术对煤矿设备进行操控和发送指令，实现开采任务的合理分配。智能化开采技术与煤矿生产的深入融合，实现了矿山地质保护以及煤矿开采、生产、经营管理的全过程高效、智能化运行。

1.2智能化开采存在的问题

智能化开采的目标就是要基本实现工作面无人化以及巷道集中控制管理。虽然中国在煤矿智能化开采建设方面已经获得了初步发展，但是仍然存在核心技术问题需要解决，主要包括以下几方面：1)通信平台没有实现统一。之前的通信平台一般只能上传一些数据量很大的信息，且没有一定的标准，因此很难实现运营设备和监控设施的24h无缝对接，各个系统平台的信息也无法实时共享。2)设备还有待提升。煤矿智能化开采最重要的一个环节就是保障设备运行的安全性和稳定性。通常情况下，煤矿地下环境恶劣，必然会影响到摄像系统、传感系统等煤矿设备运行的稳定性和准确性。因此，解析设备部件的故障原因，提高煤矿设备的稳定性，是智能化开采技术需要攻克的难题之一。

2综采工作面智能化开采技术

2.1工作面自动取直技术

在煤矿开采阶段，煤矿企业为了使得一些设备（液压支架、刮板输送机）的运行状态符合开采的要求，在实际施工时，就需要注意综采工作面的推进方式，一般会选择直线形式推进。在运用刮板输送机时，需要提供相关的地理信息，比如采煤机的位置等。在采煤机运行时需要有自动导航装置，通过该装置可以达到控制的目的，从而使得采煤机运行的效果得到提升。还有一种导航精准度比较高的位置监测技术，那就是惯性导航技术，相较于其他技术，该技术的精准度更高，具有更高的可靠性，但同时也存在缺陷，即长时间使用会有累积误差情况产生。

2.2采煤机记忆切割技术

在综采工作面开采的过程中，采煤机记忆切割技术的应用极大地提高了自动化切割煤层的效率。在采煤机切割煤层时，由于采煤机中安装有控制器，而控制器的目的就是详细地记录切割的相关参数，同时会利用存储器进行保存，这样就不会影响采煤机智能化运行效果。受到采煤机切割煤层的影响，一些综采工作面的地质条件会发生变化，需要采用远程干预的方式控制采煤机。除此之外，由于矿井的环境比较复杂，在受到影响之后，采煤机的煤层切割路线可能会被干扰，采煤机无法正常运行，因此，需要采取一些措施进行预防，防止出现切割岩石的情况。

2.3故障诊断技术

开采设备长时间运行，在受到施工环境和条件的影响之后，设备可能会发生故障，如果采用人工方式去排查综采工作面的每个智能化设备，比较费时费力，所以，需要在设备上安装故障诊断装置，设备出现问题后能够自动地显示故障的原因和区域，使得设备的维修效率得以提高。

3煤矿综采工作面智能化开采技术的发展趋势

3.1设备智能化自动诊断技术

煤矿的采掘环境一般比较恶劣，不仅会降低设备工作效率，缩短设备使用寿命，还会影响作业人员的身心健康。煤矿智能化开采技术的应用中，可以通过先进的设备和技术实现自动诊断功能，而且还可以日常监测设备的运行状态。发生故障时，系统能自动检测并发出相关指令，防止设备故障扩大化，从而进一步保障设备运行效率。如果有恶劣天气出现，通过智能化自动诊断技术可以立即停止开采工作，避免设备因受到外界因素的影响而损坏。

3.2智能巡检机器人技术

智能巡检机器人技术的应用可以减少人员巡检，由智能化代替人工化。在实际研发的过程中需要考虑井下的作业环境，使该技术能够适应矿井的恶劣条件，同时应该具备雷达测距、红外热成像、三维激光扫描、惯性导航等功能，并且要求对环境的敏感度比较强，能够定位监测生产设备状况等，极大程度提高煤矿的生产安全性。

3.3智能化技术将实现煤矿生产模式的转型升级

智能化技术的发展趋势之一是实现煤矿生产模式的转型升级，即煤矿转型升级为数字化煤矿、智能化煤矿、绿色煤矿。具体如下：1)智能化技术将实现煤矿生产模式的数字化转型升级，从而实现对煤矿生产全过程的数字化管理和监控。通过人工智能技术实现对煤矿数据的自动分析和处理，从而实现对生产过程的优化和精细化管理。2)智能化技术将实现煤矿生产模式的智能化转型升级，通过人工智能技术和物联网技术实现对煤矿生产的自主化和智能化控制，提高生产效率和质量。同时，智能化煤矿还可以通过智能感知技术实现对煤矿设备、工作面等的智能化监测和管理，从而提高煤矿生产的安全性和可靠性。

3.4煤矿开采智能导航技术

智能导航技术具有很高的精度，对煤矿智能化开采极其重要，能够确保采煤机、液压支架及刮板输送机的推进距离、位置及直线度精确。智能导航技术是计算机技术与导航技术融合的结果，能够对作业人员和生产设备进行精确定位，保证采煤设备的精确开采。

结语

随着煤炭产业数字化和智能化进程的不断加速，煤矿综采工作面智能化开采技术已经成为了煤炭产业的重要发展方向。通过智能化的技术应用和管理，可以实现煤炭生产过程的自动化、智能化和优化，提高生产效率和煤炭品质，同时也可以减少安全事故和生产损失，提高企业的社会责任感和形象。未来，煤矿综采工作面智能化开采技术将继续朝着大数据和人工智能、机器视觉和无人驾驶技术、智能化管理和优化、绿色环保和可持续等方向发展，为煤炭产业的可持续发展做出贡献。

参考文献

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