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

江石

鄂尔多斯市中北煤化工有限公司  内蒙古鄂尔多斯市  017000

摘要：随着社会的不断进步，科技得到迅速发展，各行业进行着重要的产业结构调整和升级。与此同时煤炭行业也顺应趋势，对综采技术进行了大量创新和优化，主要以智能化、信息化和自动化为主要提升方向。在开采过程中通过合理运用智能化技术，能快速准确地做好煤炭资源的勘探工作，进而进行勘探数据的智能化分析，实现数据的快速传输和反馈，再加上智能化开采技术的应用，极大地提高了综采工作面的工作效率及安全性。总之，对于煤矿生产这一传统工业而言，想要更高效、安全、可持续地发展，就需要以智能化技术为方向完成产业结构升级。因此，了解综采工作面智能化开采，围绕智能化开采进行探索、分析和讨论，并以此推动煤炭行业向智能化方向前进具有重要意义。

关键词：煤矿综采；工作面；智能化开采

引言

如今，几乎所有煤矿都已经实现了机械化开采。相比传统的人工开采方式，机械开采不仅具有较高的开采效率，还具有较高的安全系数。随着科学技术的不断发展，智能化技术逐步改变了煤矿，将智能化技术应用于煤矿综采工作面，相关设备能对煤层和参数进行研究。因此，综采智能化工作面是煤矿开采的主要方向。

1煤矿综采工作面智能化开采的优势

智能化开采技术作为煤炭行业未来发展的依托和方向，相比于传统的煤炭开采技术，具有许多优势，具体包括以下几点。

a)智能化控制提高精确度。综采工作面智能化开采相比于传统的开采方式，主要使用了综采工作面支护自动控制、自动化降尘、耦合控制、综采时序控制等自动化控制技术。用智能化、自动化系统取代人工，搭配以计算机设备的智能化控制，大大减少了以往传统开采中人工操作造成的误差，进而提高了综采工作面的作业精度。b)实时监控处理各传输参数。相比于传统的综采系统，智能化设备及其相关技术系统能够对开采作业时的相关参数进行智能化监控、处理和传输，并在必要情境下给出一些提示、建议或警示，不仅确保了综采工作面开采的顺利运行，还使得相关工作更加高效安全。c)智能化开采技术提高机械化水平。在机械化开采作业流程中运用智能化和自动化技术，既可以减少相关危险岗位工作人员的涉险次数，同时也可以减少人力，进一步提高产业机械化水平，实现开采的整体机械化作业和管理。d)智能化分析提升科学性。相比传统煤炭开采，智能化开采引入了更多的机械与系统，对操作流程实现合理安排和科学监管。通过各种智能化技术和一系列智能化系统精确收集数据并加以分析处理、传输和实时监控，能在开采过程中不断优化综采工艺，提高煤矿综采的科学性。

2煤矿综采智能化工作面发展现状

第三次工业革命以来，智能化技术逐步融入到各行业，衍生出独特的生产技术和管理模式，在煤矿产业，智能化技术的应用也是从机械化、自动化阶段发展而来的。在我国煤矿智能化生产的最初阶段，主要通过引进国外的成套装备及生产技术，开启智能化开采之路。但在起初阶段，智能化系统并不完善，很多设备只达到了自动控制水平。例如，在采煤机机身安装倾角传感器，实现机身倾斜检测;安装红外传感器，实现采煤机机身的实时定位;在液压支架机身安装压力传感器，实现立柱压力的实时监测。这些技术的应用有效降低了劳动强度，对提高生产效率有着重要作用。

随着科学技术的不断发展，智能化操控系统逐步应用到煤矿综采工作面，就智能化工作面的发展状况来看，主要可分为四个阶段。第一阶段是在煤矿综采工作面自动化的基础上，引入采煤机记忆截割与刮板输送机带速协同控制技术、采煤机与液压支架精准定位技术、液压支架自动跟机控制技术、刮板输送机变频调速技术等，提高了煤矿生产的安全性。只需要根据监控中心监测到的设备运行情况及煤层的开采情况，便可以进行远程操作。第二阶段是在智能化工作面发展第一阶段的基础上，应用了采煤机的远程定位技术、液压支架位姿协同监测与控制技术、惯性导航技术以及刮板输送机智能变频技术等。这些技术的应用能使综采工作面的液压支架实现自动校直，这对提高矿井的支护安全性、降低劳动强度有着重要意义。第三阶段是在第二阶段的基础上，应用计算机技术，根据煤矿情况建立综采工作面的地质模型，并将该模型与综采智能控制系统融合，实现数字化采煤。在该阶段，煤矿生产能够实现无人巡视、远程操作的目的。第四阶段是在第三阶段的基础上，加强对互联网技术的应用，包括5G通信、云计算、大数据等技术，在该阶段煤矿综采智能化工作面便能实现透明化、无人化开采。

3煤矿综采智能化工作面关键技术

3.1视频监控技术

将视频监控技术运用到煤矿开采工作中，可以营造出一个三维立体的煤矿综采环境，操作人员可根据模拟出的环境，汇集并明确设备工作信息。该方式实现了人机结合的目标，在提高煤矿综采工作效率等方面发挥出了重要作用，工作人员可以对整体工作环境展开监测及控制。此外，视频监控技术的应用，还可以对相关设备进行运行模拟，明确该设备在工作期间是否出现问题，这种与真实环境接近的虚拟空间形式，可促进煤矿综采工作更顺利地进行。

3.2工作面自动找直技术

通过激光调直技术和移动巡检技术完成对工作面液压支架和刮板输送机直线度的自动调整。基于激光传感技术研发应用了激光对位传感器，根据相邻支架的位移状况实现工作面找直控制；同时，研发应用工作面固定移动巡检装置，集成惯性导航、高清摄像和热成像等功能，实现工作面自动找直，也为滚筒透尘可视化和高清全景视频监控奠定基础。综上所述，目前智能化综采工作面使用的都是智能化设备，这些设备具有感知能力、学习能力和决策能力，在特定的条件下可以实现无人化开采。以远程视频监控为基础，实现了工作面回采的全程可视化控制，使得开采的智能化水平大幅度提高。由于煤矿井下情况比较复杂，目前智能化生产多是远程控制开采，即在巷道控制中心和地面控制中心控制采煤机进行生产。

3.3煤流系统智能化技术

煤流系统智能化技术是紧随时间发展脚步出现的一种新型技术，它可以促进煤矿开采工作真正实现无人化。智能化系统主要包括四项技术：其一，煤矿综采检测技术。该技术可了解煤矿的工作图像，再以人工智能的方式，对图像中包含的相关信息进行研究与分析，以最快的速度计算出瞬时煤量。其二，工作面智能预警技术。该技术可以大幅提高煤流的运转效率，通过结合现场的真实情况，对煤流系统控制工具进行更新与改善，使整体设备呈现出更好的工作效果，在节约煤矿能源用量的同时，还能延长设备的使用寿命。其三，煤流系统大数据远程控制平台。该平台可汇集、分析、上传相关数据信息，依托这些数据信息，工作人员可制定出完善的策略，解决煤流系统的生产问题，为煤矿综采工作的顺利、有序进行提供帮助。其四，智能控制系统。该系统可帮助煤矿综采工作向无人化操作模式快速转变。

结语

通过应用智能化技术，可以大幅提高煤矿综采智能化水平，这是煤矿综采的未来发展方向和趋势。各煤矿企业在发展期间，要对综采工作面的开采情况进行仔细分析，制定出完善、健全的策略，将综采机械化开采与智能化开采技术真正融合在一起，帮助煤矿综采向着更好的方向发展。目前，智能化技术在应用期间还有许多不足，需要不断完善与健全，煤矿企业还需要结合综采工作面开采的真实情况，明确自身的不足，制定出完善的解决方法。             

参考文献

［1］许宝.对煤矿综采工作面智能化开采技术的应用分析［J］.当代化工研究，2022(2)：108-110.

［2］赵佳磊，赵晓举，刘照辉.煤矿综采智能化工作面关键技术研究［J］.科技与创新，2021(10)：100-101.

［3］韩锐.煤矿综采智能化工作面关键技术研究［J］.矿业装备，2021(5)：168-169.