煤矿智能化综采工作面存在问题与对策

煤矿智能化综采工作面存在问题与对策

黄勇

杨柳煤矿综采一区  安徽省淮北市  23500

摘要：随着煤矿智能化、技术化水平的不断提升，煤矿管理已逐步向智能化方向发展。在综采工作面实施智能化开采，可以达到无人或少人采煤的目的，由此顺应时代发展，更好的推动煤矿开采工作的发展。

关键词：煤矿；智能化；综采工作面

1煤矿综采工作面智能化开采的优势

1.1提高煤矿生产效率

煤矿综采工作面智能化开采技术是通过对采煤机、运输设备、支架等设备的自动化和智能化控制，实现生产过程的高度自动化，减少人工干预，提高生产效率。同时，智能化开采技术还可以实现煤炭的快速开采、运输和清理，缩短生产周期。

1.2提高煤矿安全性能

煤矿综采工作面智能化开采技术的应用可以大大提高煤矿的安全性能。通过对采煤机、运输设备、支架等设备的自动化和智能化控制，可以减少人员在煤矿生产过程中的操作，降低煤矿生产过程中人为安全事故的发生。同时，智能化开采技术还可以实现对煤炭开采的智能监控、预警和预防，及时处理煤矿生产过程中的安全隐患，保障煤矿生产的安全性。

1.3减少煤炭资源浪费

煤矿综采工作面智能化开采技术的应用可以减少煤炭资源的浪费。通过对采煤机、运输设备、支架等设备的自动化和智能化控制，实现对煤炭的准确定位、精确采取，减少煤炭资源的浪费。同时，智能化开采技术还可以实现对煤炭的智能监测、预警和预防，及时处理煤炭资源的浪费问题。

1.4提高煤炭品质和煤矿企业利润

煤矿综采工作面智能化开采技术的应用可以提高煤炭的品质和利润。通过对煤炭开采的智能监控和管理，可以减少煤炭中的杂质和煤炭损耗，提高煤炭的品质。同时，智能化开采技术还可以实现对煤炭的智能分选和分类，使煤炭品质更加优良。煤炭品质的提高可以使煤炭有更高的销售价格，增加煤矿企业利润。

2综采工作面智能化系统面临的问题

2.1部分煤矿综采智能化工作面的稳定性较差

第一，煤矿开采的工作条件较为艰苦，煤矿的工作地点往往在地下数百米的地方，环境温暖潮湿、多尘、灯光暗淡等；在这种复杂、困难的条件下，煤矿作业的难度较大，但由于受环境条件的制约，综合开采系统的反应速度、传感器的可靠性等因素影响，难以向地表提供最真实、可靠的资料。

第二，煤矿地质条件较为复杂，稳定性差；在复杂的环境下，有关技术难以得到广泛的应用，由于各矿区的具体条件不尽相同，技术的运用也较为困难，在软件协议、冗余功能等方面，设备厂商对控制系统的设备有着不同的规范，由于存在着较大的差别，很难达到统一的市场标准，使得设备的集中监测成为一个难题。

第三，开采煤矿实际环境复杂，对设备的设计应充分考虑防爆要求，在技术上是较为困难的。

2.2煤矿智能综采技术难题

煤矿综采智能化采煤工作面系统还面临着诸多技术难点：工作面的定位与自动校正，在实际生产中，以前利用开采资料，实现自动化、高效的开采。在推进作业期间，要保证支承传送器和刮板机的受力达到最佳，需要保证工作面是直线的，并垂直于工作面的底板。为此，研究小组需要将有关资料与GIS技术相结合，以得到采煤机的准确定位及动作，进而达到自动驾驶的目的。另外数据还要传送至液压托架控制系统等。

3煤矿智能化综采工作面的实施对策

3.1采煤机智能化割煤技术的应用

依据动态化、可调整的综采工作面3D数字模型，获取各项回采阶段的数据，为制定采煤机的截割曲线及调节量提供有效的数据参考。在割煤作业期间，由于受到浮煤、底板等因素影响，会影响姿态检测及定位数据的精确性，无法达到预计的割煤成效，需要技术人员利用远程操作进行人工干预，获得回采数据，有效修正采煤机的截割参数，综合采煤机的姿态及里程数据，明确前后滚筒的实际距地高度，保证割煤作业的自动化、智能化，创新可动态调整的智能化采煤机割煤技术，保证采煤机可适应不同开采环境的需要，达到自动割煤、智能控制的效果。

3.2液压支架自适应控制技术的应用

液压支架电液控制系统是保证煤矿合理、智能开采的主要系统，可完成支架成组动作、单架所有动作等，通过依据预设的工艺流程配合采煤机利用机架协同的方式，保证煤矿开采作业工艺的自动化。液压支架主要利用增强传感装置，在立柱处加装压力传感器，在推移油缸上加装行程传感器，配合红外接收装置，保证每个支架可加装三个倾角传感器及一个测高传感器，做好姿态确定工作，再通过无线遥控、电液控制、网络传输的方式，实时确定采煤机位置，利用3D激光扫描系统对支架及采煤机的位置进行建模，实现自动化跟机作业。

当前，煤矿生产领域已完成对液压支架群组的动作调整，但仍存在动作精确性不足等问题，影响工作成效。由此，为解决以往问题，需要对现有的液压支架群组进行改造，提升围岩智能耦合的自适应能力，确保设备可依据工作面参数变化进行合理调整，保证良好的支护性能，落实协同控制的逻辑技术。考虑到围岩条件复杂，技术人员可从以下两方面进行有效的探索。一方面，智能控制。由于工作面矿压存在不可预测特性，因此为提升回采工作面的支护力度，应对液压支架群组开展深入研究，例如：明确支护阻力，总结参数变化规律；研究支护参数及力场分布情况；探究围岩智能耦合与液压支架群组的关联性及条件等。另一方面，自主感知功能控制。当前，立柱压力感知是主要的感知工程之一，在岩层破坏探测、工作环境调整等方面存在不足。为优化其性能，技术人员可利用工作面自动监测技术，确定俯仰角，完善支架的受力分析，判断受力特征，做好压力预报。

3.3综采工作面直线度控制技术的应用

控制综采工作面的直线度是保证煤矿开采质量的主要手段。在开展液压支架调直工作时，可利用激光雷达扫描、煤机惯导定位、视觉测量等确定刮板输送机的弯曲度，配合算法及位移反馈，以推、移的方式调直液压支架，利用采煤机或巡检设备中的陀螺仪测量刮板输送机的直线度，并对支架及刮板输送机的位置进行计算与调整，保证二者水平。另外，由于液压支架的行程逐渐产生累积误差，导致平直性发生改变，可利用停机人工调整的方式重新设计支架位置，保证工作面的直线度达标。以采煤机及惯导工作为例，惯导设备及采煤机可进行实时通信并获取初始空间位置：在设备运作期间，惯导可对采煤机的割煤途径进行记录，在割煤结束后对收集的数据进行整合，生成采煤机工作轨迹图并明确找直单架的数据，交由支架电液控制系统及支架控制器进行数据处理，明确具体拉移量，提升实际控制质量，完成动态调整。另外，也可以利用巡检机器人装置，综合惯导系统进行工作，提升数据精确度，将长度为300m的综采工作面的直线度误差控制在5cm以内。

4结语

在煤矿应用智能化开采技术，不仅提升了生产效率和资源利用效率，也提升了安全性和可持续发展能力。然而，其也面临技术创新、数据安全和人员转型等多方面挑战。为充分发挥智能化开采技术优势，需要加大技术研发和创新力度，建立完善的法律法规和政策支持体系，加强标准化和规范化，培养人才。智能化设备优化创新、数据分析和人工智能应用、系统集成和互联互通、环境友好型技术应用和推广以及人才培养和转型，成为煤矿未来发展方向。

参考文献：

[1]王海涛.煤矿综采工作面智能化开采探究[J].内蒙古煤炭经济,2020,(20):19-20.

[2]索文龙.煤矿综采工作面智能化开采[J].能源与节能,2020,(10):101-102.

[3]王祥.煤矿综采工作面智能化技术及装备管理与趋势[J].企业观察家,2020,(10):102-103.

[4]侯凌飞.煤矿智能化综采技术现状及发展[J].石化技术,2020,27(08):169+172.

[5]师永强.煤矿综采工作面智能化开采研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(11):111-112.