煤矿综采工作面智能化开采

煤矿综采工作面智能化开采

武录勋

61058219******1013 陕西省延安市 727300

摘要：为了提高综采综采智能化程度，达到智能化、智能化的生产目的，着重探讨采煤工作智能化、实现采煤工作面的远程操控、煤矿各个系统远程化操控实现功能堆积木式重叠的“装备+智能”采矿模式。有效提高了煤矿的生产效率与质量。随着综采技术不断发展，智能化技术的应用也不断增多，综采工作面的智能化开采成为重要发展方向，从而实现煤矿由“高危生产”向“本质安全”转变、由“规模产量”向“质量效益”转变、由“劳动密集”向“技术创新”转变、由“传统开采”向“智能开采”转变，从而实现煤炭行业的高质量发展。本文总结智能化开采技术特点，分析综采工作面的智能化开采技术，探讨主要技术瓶颈以及应对策略，旨在提高智能化开采的应用水平。

关键词：煤矿生产；综采工作面；智能化技术；应用

引言

综采工作面的智能化，是推进煤炭供给侧改革，贯彻能源安全新发展的新策略，是提高矿井智能化水平的关键技术支持。综采技术应用质量与自动化、智能化技术水平有很强的关联性，在综采技术的基础上，积极应用智能技术手段，可以有效提高煤炭开采的智能化水平，使工作面生产效率与安全性进一步提升。综采工作面迈向智能化是重要的发展方向，但是也会遭遇一些技术难题，所以必须加强技术探索，突破技术瓶颈，提高技术应用水平。

1.智能化开采应用特点

智能+设备”采掘作业方式是以智能协同控制技术为基础，首先，智能化开采能够有效提升开采的整体效率。与传统的开采技术相比，智能化开采采用更多的自动化手段开展工作，有效降低了人为因素导致的煤矿生产效率、质量、安全性问题，有助于各项开采活动规范性开展，确保生产连续性，提高单位时间内的产出。

其次，生产安全性高。智能化开采有效降低了对人工的需求，工作面操作、运输活动更多是以自动化设备完成，可以实现远程控制，井下作业人员明显减少。而各种煤矿生产事故基本都发生在井下，从而减低了出现人员伤亡的可能性。加之各种自动化监控、管理系统的支持，可以故障预警、安全预警，引导疏散，进一步提高了事故应对能力，降低了工作人员的井下安全威胁。

2.智能化开采关键技术分析

2.1液压支撑控制

这一技术能够在多种生产环境下保持良好的应用状态，如果工作面发生围岩变形问题，则顶梁会进入俯仰姿态，也能够有效对抗冲击以及倾斜。液压支撑控制要发挥应有的作用，需要使用具有良好精度的姿态感应器，置于液压支撑处，收集姿态信号，通过姿态控制器来获取信号，结合信号代表的意义进行调控工作，充分发挥支架的支撑作用，防止出现顶柱错茬咬架。基于监测功能，能够了解液压支撑所处的姿势动作，结合实测数据对姿势动作进行相应的调整，有效提高技术应用的科学性。

2.2采煤机记忆截割

通常情况下，综采工作面使用采煤机进行落煤工作。使用的采煤机具有记忆割煤功能，这一功能通过记忆学习以及记忆截割技术实现。为保持采煤机良好的运行状态，实际应用中必须加强运行参数的分析，尝试进一步优化各工艺段工作开展所需的参数，以便为后续工作开展提供参数支持，使自动割煤发挥应有的价值[1]。假如使用的采煤机有故障问题，必须根据实际情况切换工作模式，尽快处理采煤机异常或故障，使采煤机可以稳定运行。采用智能化开采技术可以实现数字化采煤，使用的采煤机具有强大的自适应能力，能够准确分析综采工作面地址数据，进而有效感知工作面姿态。

2.3刮板输送机智能化

装煤效率关系到综采工作的连续性，会影响到生产效率。在实际工作中，加强对装煤设备的研究，采用智能化技术，能够进一步提高煤炭运输效率。在应用智能化技术时，需要加强对输送机姿态的检测，通过检测活动评估输送机的姿态与液压支架的位置关系情况，要求达到平行。假如不满足平行条件，需要做好相应的校正工作。此外刮板运输机定位也需要确定是否满足要求，适当进行调整，以免设备运行中下上移动难以控制。

3智能化开采技术瓶颈与应对策略

智能化开采具有较多技术优势，但实际应用中也有一些需要解决的问题，在此描述问题，探讨应对策略。

3.1采煤机的智能调高

采煤机需要结合煤层的赋存进行摇臂高度调节工作，实现高精度的截割煤层[2]。对于智能化采煤而言，系统本身的技术较先进，可以借助记忆截割模板对摇臂的高度进行有效控制。然而，因为自动截割只会遵循固定的截割曲线开展割煤工作，对工作面的一些特殊情况难以自适应。例如：假如煤层赋存发生变化，则会影响到自动截割的质量。

基于控制逻辑角度，要有效满足采煤机截割精度要求，必须对工作面的地质条件有足够的了解，需要自动化系统获取足够的工作面地质信息。要明确煤岩体分界面，也要判断煤岩分布情况。然而，实际上煤岩体赋存本就存在不确定性，即使采用红外线探测等现代技术也很难保证准确性。要有效提高工作开展质量，可以考虑智能演练模型推演以及截割曲线智能拟合，提高的矿井控制的整体精度。

3.2液压支架群组改造以及围岩自适应研究

当前，在煤矿生产中，自动化液压支架得到广泛应用，支架群组动作调整已经实现，然而支架动作存在较大的准确度问题，也有一些其他问题需要解决。对于这一情况，应结合目前采用的支架群组技术，进一步做好改造升级工作，提高支架群组和围岩的自适应能力。实际工作中，需要考虑进一步提高支架的自主感知能力、提高支护状态在各种环境条件下的自适应能力、对各种支护参数进行更加智能化的调整等[3]。

井下工作面的围岩条件十分复杂，要有效提高支架群组的工作能力，适应围岩条件，需要进行以下探索：

第一，加强智能控制研究。目前，智能控制往往是针对单个液压支架开展研究工作，对于如何提高液压支架群组的控制有效性则少有研究。井下工作面矿压本就有较大不确定性，所以，要提高回采工作面的支护效果，就需要关注液压支架群组，加强关键技术研究，尝试获得技术突破。

第二，强化自主感知功能控制。目前，立柱压力感知是主流的感知办法，得到广泛应用，但也存在局限性。这一技术难以全面探测工作环境以及岩层的实际破坏程度，也存在其他局限性。所以，需要加强感知控制技术研究。例如：尝试采用更先进的自动监测技术，快速测定仰/俯角；加强液压支架受力研究，判断不同区域的受力特点等等。

3.3工作面直线推进管理

液压支架群组推移会受到多种因素影响，例如工作面的复杂地质构造等，使推进距离有微小误差现象。这一误差虽然很小，但在不断移动的过程中，会不断累积，进而实现较大偏差，影响支架推进的协同运行效果。刮板输送机也难以保持一致工作，影响直线推进，易引起输送机弯曲等问题，使工作面生产受影响。目前，工作面直线推进要有效确定距离，就必须通过拉线以及红外光束等办法确定，得到测量结果之后，需要人工调直输送机。由于技术水平限制，实际应用中难以保证效率。对于这一问题，采用惯导定位、激光对位能够进一步强化控制，对直线度进行更高质量的控制。例如采用惯导定位技术，可以有效提高工作面直线推进质量。实际应用时，可以为采煤机安设陀螺仪，提高定位的精度，在机械前进的过程中记录截割情况，绘制截割轨迹，反映采煤机工作状态。假如从轨迹上发现采煤机运行姿态不满足要求，可以立刻调整[4]。

结语

综上所述，现如今煤矿开采技术不断进步，时代对煤矿生产的安全性、生产效率也有更多要求。在这一形势下，必须进一步加强对采煤技术的关注度，积极采用智能化手段提高控制水平，配置必要的软硬件设备，发挥软硬件的功能，切实提高煤矿生产的智能化技术，使煤矿开采更加高效、安全。

参考文献

[1]詹召伟.煤矿综采工作面智能化开采关键技术和发展方向[J].能源与节能,2023(01):82-86.

[2]乔卫民.煤矿综采工作面智能化开采技术应用[J].矿业装备,2022(06):14-15.

[3]陈玉锋.煤矿综采工作面智能化开采技术发展应用及分析[J].内蒙古煤炭经济,2022(17):51-53.