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

朱云龙

国能神东煤炭集团柳塔煤矿  内蒙古鄂尔多斯市  017209

摘要：随着人工智能和网络信息技术的快速发展，以及国家对煤矿生产安全的高度重視，智能化工作面越来越受到国家、行业以及各煤炭企业的重视，智能化已经成为煤矿釆煤方式发展的必然方向。与传统技术相比，智能化开采技术能够适应矿井复杂、恶劣的条件，在开采时能够提高井下环境的安全性、稳定性及可靠性。基于此，本文以国能神东煤炭集团柳塔煤矿22108综采工作面为例，分析了煤矿智能化综采工作面存在问题与对策。

关键词：煤矿；综采工作面；智能化开采技术；发展方向

中图分类号：TD823文献标志码：A

引言

煤矿综采工作面智能化开采技术的应用极大程度提高了煤矿的采煤效率，促使煤矿采煤技术的发展越来越高效率、高质量。智能化综采工作面的推广使用，既大大提高了生产率，又提高了现场安全性，但智能化采煤工作面在建设和生产实践中还面临不少问题，需要进一步的摸索与研究。

1煤矿智能化综采工作面存在问题分析

1.1缺乏系统性

在智能化煤矿建设过程中，有些企业对智能化煤矿建设的意义和必要性认识不足。对智能化煤矿建设带来的社会效益和经济效益认识不清，认为只要能够应付国家检查就行，往往建设的系统无法取得良好的应用效果；盲目跟风，没有考虑到智能化煤矿建设的技术难度和复杂性，投入大而成效低，没有取得预期效果。

1.2工作面的稳定性较差

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。

1.3集控系统

智能化初步推广，子系统多、布线复杂，通信接口、协议质量与效率良莠不齐，系统稳定性差;缺乏周期性的系统维护和软件升级，安全性差，频繁断电、病毒攻击会导致蓝屏、死机问题;系统涉及厂家过多，开放程度低，数据不能共享，集成层次浅，操作复杂，故障率高。

1.4相关人才匮乏

煤矿缺少智能化专业职能部门。现有煤矿一般未设置信息化、智能化专职岗位与职能部门，主要由机电部进行矿井智能化建设规划与管理，兼职人员对智能化技术、设备的熟悉程度低，难以胜任智能化建设相关工作。

2煤矿智能化综采工作面问题解决对策

2.1加强对技术创新

随着科技的进步，智能化应用日益受到重视。尤其在当今的工业领域，煤炭开采作业的复杂性和特殊性日益突出，因此，需要迅速行动，充分利用先进的智能化技术，提升生产效率和产品质量。随着科学技术的不断发展，智能化技术在煤矿的运用越来越普遍，优势远远超越了传统的人工操作方式。近年来，我国在智能化开采方面取得了长足进步，从传统的手工操作转向了更高效的全自动化控制。管理者们必须意识到，技术发展对企业发展至关重要，因此，应当积极接受新的技术，摒弃旧的思维模式，勇于探索，实现无人化、自动化的煤矿开采[1]。

2.2集控一体化技术

综采工作面集控一体化技术主要是以综采工作面基本需求为核心，以安全生产和经营管理业务为基本控制要求，以井上、井下各类调度信息化系统数据为依据，构建形成可实现集监控、调度、决策等多种功能于一体的集控一体化平台。此平台主要采用大数据技术，相关技术可为煤炭企业提供数据采集、数据存储、数据计算、分析管理、安全保障等多个方面技术支持，进而促使集控一体化平台达成工作台、任务调度、数据管理、数据检索、运营管理、工作流开发等多种功能于一体的效果，形成基于大数据技术的集控一体化技术解决方法，全面满足综采工作面在不同生产条件的实际需求。

2.3智能巡检机器人技术

智能巡检机器人技术应用可以有效减少人员巡检，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。

2.4视频监测技术

综采工作面开采仿真系统主要是采用虚拟现实技术，在实际生产中建立一个能够模拟生产全过程的三维仿真环境，此系统能够与操作者进行互动，并能穿越各个空间，从而达到整个系统的实时模拟，能够确定空间状态，管理对象的操作，以及识别对象，插入和处理一系列的信息，模拟自然现象等。系统主要特征是建立与煤矿的真实情况较为相似的三维环境，利用计算机显示了煤矿的运行状况，得到各种设备的工作参数和各种设备的动态表现。生产系统运行状况规划主要是指作业设备间距、作业能力、作业时间等，并对不同作业条件、不同设备的系统进行动态仿真，以达到评价与最佳化的目的[2]。

2.5安全保护技术

采煤机智能化需要重视安全问题的处理，包括防护装置设计和故障检测技术。例如，安装煤尘、瓦斯传感器，实时监测煤尘和瓦斯浓度，及时警报和采取安全措施。通过应用以上关键技术，可以实现综采工作面采煤机的智能化和自动化，提高采煤效率、降低事故风险，并改善工作环境。通过运用物联网数据采集技术，基于模式识别的视频分析技术和人工智能分析技术，综合各煤矿智能化系统，构建煤矿智能化安全闭环管控系统，动态感知人员违章、设备安全隐患。构建矿井安全态势感知和信息共享协同系统，做到1个中心，多级联网，互联互通，共享数据。

2.6提升定位精准性

定位精准可以有效实现精准控制的前提，无人智能化是实现煤矿无人化开采的关键。目前，已有学者对基于卫星定位系统（GNSS）和5G技术的矿井人员定位进行研究。GNSS是一种利用无线电信号在地球表面或空间传播的系统，能提供空间位置信息，常用于飞机导航、船舶导航、车辆导航和航天事业。GNSS精度高，但成本昂贵，且在复杂环境下性能下降较快，无法满足井下人员精确定位和高精度导航的需求，所以需要将GPS、RS和GIS等常规系统联合使用，提升定位准确性，同时也需建立完整的线上运营管理机制，进而实现稳定控制[3]。

2.7构建综采智能化管理平台

智能化信息系统应用有效提高煤矿的生产效率和产品质量。因此，为了提高效率，将在平台上增添多个功能模块，包括环境监测、故障诊断和实时监控。模块功能各有特点，比如实时监控可以让工作人员更好地掌握煤矿运行状态，有效地检查和处理可能出现的问题，从而提高生产效率;通过使用故障分析模块，可以快速检测出煤矿开采过程中的机械和电气设备问题，并进行准确的定位和全面的分析，将结果汇总并传递给相关工作人员，为解决问题提供可靠的参考，这对推动煤矿的智能化和精细化管理非常重要。

2.8引进专用技术人员

在煤炭智能化开采方面，国家已经制定了到2025年所有大煤矿实现智能化开采的目标。机械智能化是矿井综合开发技术的重要发展方向，对于实现矿井的绿色开采和促进煤炭产业的健康发展具有重要意义。通过应用智能化技术，可以实现对煤矿开采全过程的自动化和智能化控制。与此同时，还需要加强引进大量的专业技术人员。这些人员需要具备先进的智能化开采技术和管理知识，能够适应时代的发展要求，推动工业升级[4]。

结束语

综上所述，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。

参考文献：

［1］王国法.煤矿智能化最新技术进展与问题探讨［J］.煤炭科学技术，2022，50（1）：1-27.

［2］王国法.加快煤矿智能化建设推进煤炭行业高质量发展［J］.中国煤炭，2021，47（1）：2-10.

［3］杜江昆.煤矿智能化开采技术研究现状及展望［J］.内蒙古煤炭经济，2020（1）：170.

［4］王文海，蒋力帅，王庆伟，等.煤矿综采工作面智能开采技术现状与展望［J］.中国煤炭，2021，47（11）：51-55.