煤矿综采工作面智能化应用

煤矿综采工作面智能化应用

缪宝付

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摘要：我国煤炭资源丰富，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。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。

关键词：煤矿综采；工作面；智能化；应用

引言

智能化是煤矿企业可持续发展进程中的大势所趋，是国内外煤炭技术革命的新目标，更是彰显了一个国家在未来某个时期煤炭技术发展的水平。由于智能化技术的不断成熟，通信、网络、感知、集成等技术也相继应用在煤矿的开采装备上，旨在推动煤矿采掘技术的不断创新，以满足无人操作的安全和稳定需求，致力于将技术引向更加智能、高效、环保和安全的方向，更是提升劳动生产率和增加经济效益的有效途径，从而促进煤炭产业高质量发展。

1煤矿综采工作面智能化开采系统架构

为保证煤矿综采作业的信息化、智能化，技术人员需要在控制系统上加装智能传感器等设备，完善、扩充综采控制体系。可将网络型控制器作为控制液压支架电液控制系统的设备，充分发挥单架网络型控制器的姿态分析能力，整合、汇总支架的智能传感信息，并利用高速网络将支架信息传递至监控中心服务器中，搭建智能开采系统平台，可分别将带式输送机、刮板输送机、采煤机和转载机的设备信息及三维电子数据传输至监控中心的服务器中，与液压支架的信息进行整合，为管理决策提供有效参考。

智能化的煤矿综采面系统包含煤堆地质模型处理、开采控制、协同集控和无人巡检。开采控制模块主要由智能化割煤控制采煤机、直线度智能调控、液压支架自适应跟机控制、视频监控、供排水、供电、网络、通信、泵站等系统构成，可在地面或巷道集控中心进行远程控制，实现自动化智能割煤作业与直线度智能调控等功能，在出现问题时进行人工远程干预，保障煤矿开采作业的有序推进。全新煤矿综采工作面的落实，使技术人员可利用高速通信网络实现多种设备的集成管理，创建数据共享交流模块，实现各类模型、系统、机械设备数字通信协议的开放，保障数据的共享性。

2综采工作面智能化开采技术

2.1煤岩界面识别技术

在智能化开采过程中，需要采煤机自动调节其滚筒高度，为了使得采煤机的运行效率更高，更符合煤矿企业的要求，煤矿企业将煤岩界面识别技术引入其中，这样就可以极大地提高采煤效率，降低煤炭的含矸率。实现煤岩界面识别需要借助很多技术手段，包括放射性探测技术、电磁测量技术、红外探测技术、振动探测技术、图像识别技术及电参量测量技术。其中应用最为广泛的就是红外探测技术和图像识别技术。采煤机截齿在切割煤岩时，一定会伴随煤岩表面温度的变化，那么红外辐射度也会有变化，此时可以利用红外探测技术监测红外辐射，达到精准识别煤岩界面动态数据的目的。红外探测技术的应用可以使煤岩界面动态识别数据精准度大幅度提高。

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[4]。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。同时，还需要结合煤矿的实际情况不断地优化和完善采煤机记              忆切割参数。

2.3综采工作面直线度控制技术

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。

2.4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智能化技术将得到更广泛的应用

1)智能化控制系统。智能化控制系统可以通过传感器和物联网技术实现对煤矿综采工作面各项参数的监测和控制，使整个开采过程更加安全和高效。未来，智能化控制系统将更加智能，例如可以通过人工智能技术预测煤矿开采过程中的危险因素，从而提前采取措施避免事故的发生。

2)自动化开采设备。自动化开采设备是智能化开采技术的重要组成部分。未来，自动化开采设备将通过机器视觉技术对煤矿综采工作面进行全方位的监测和控制，从而更加精确地定位煤矿的位置和探测煤层的厚度，使煤矿的开采更加高效和安全。

3.2智能化技术将实现更高水平的智能化管理

1)智能化安全管理。智能化安全管理可以通过人工智能技术和物联网技术实现对煤矿安全状况的监测和控制，提前预测和识别可能存在的安全风险和隐患，以便采取相应的预防措施。例如可以通过人工智能技术实现对煤矿事故的预测和预警，提高煤矿的安全管理水平。

2)智能化生产管理。智能化生产管理可以通过物联网技术实现对煤矿综采工作面生产的全过程监测和管理，包括煤矿生产的流程管理、设备管理、人员管理、物资管理等方面。通过人工智能技术对生产过程中的问题进行自动诊断和解决，提高生产效率和生产质量。

3.3智能化技术将实现煤矿生产模式的转型升级

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。

结语

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。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，为煤矿企业带来较高的经济效益，促使煤炭行业实现可持续发展。

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(1)：82-86.

［2］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.

［3］郭伟.5G+煤矿综采工作面智能化开采技术与设备应用探析［J］.自动化应用，2022(12)：46-48.