煤礦智能化開采技術的創新

杜寧

摘? 要：煤炭作為自然界中的基礎能源，對我國的經濟發展起到重要的影響，我國本身就是煤炭開采大國，為推進社會的快速發展，致使我國煤炭資源的儲量逐漸枯竭，而且在煤炭資源的開采上經常出現塌方的報道，為我國煤炭的可持續發展帶來諸多弊端，為了合理開采煤炭資源，應結合智能化開采技術，利用智能自控系統降低人工開采的風險，提升煤炭開采的效率和安全指數。

關鍵詞：煤礦;智能化;開采技術;創新;管理

根據十三五會議召開的重大指示，煤炭開采企業要加大智能技術的投入，利用自動化控制系統，對煤炭開采進行遠程監控，有效縮減人工開采成本，在開采的過程中根據人機結合的模式，加大對煤炭開采的監管力度，通過開采技術的創新，對煤炭勘探流程進行升級，煤炭智能化技術的應用加快我國煤炭行業的快速發展，為智能化的作業流程奠定堅實的基礎，煤炭的開采集中在井道的安全系數，智能化監測系統可以快速識別井道安全隱患。

1 智能化開采技術的關鍵技術

1.1 液壓支架全工作面采用自動化與遠程人工干預技術

該技術主要依據電液控制系統與液壓支架視頻相結合的方式，通過監控中心遠程操控系統來對液壓支架進行人工干預，幫助液壓支架在復雜環境下的自動化運作。在這其中，自動跟機技術是較為重要的技術，其主要是指以綜合開采工作面液壓支架以及采煤機的運行方向為基礎，借助電液控制技術來跟隨采煤機進行自動化操作，包括自動移架、自動噴霧、自動推刮板輸送機等功能。

1.2 智能記憶截割技術

智能記憶截割技術通過自控系統，對煤塊進行自動截割，先通過預設人工模式數據，自動化采煤機進行示范學習，記憶采煤截割的動作數據，從而實現自動化循環割煤記憶。采煤機采用高軸編碼器實現割煤高度的自主定位，通過割煤位置的傳感裝置進行感應信號傳導，自動控制采煤機進行頻率形同的割煤動作，降低人工采煤的人力成本，智能化截割技術和人力割煤相比可有效緩解挖煤動作給身體造成的負荷影響，但技術人員要按時檢查內部系統的運行效果，保證采煤作業的順利進行。

1.3 工作面視頻監控技術

在煤炭開采過程中，利用遠程監控技術對工作面進行視頻監控，煤井地下的控制中心與地上的指揮中心進行通訊的連接，保障開采作業的持續進行，地下和地上指揮中心構成綜合的監控單位，實現開采環節的全面監管，用煤井工作面的監控錄像頭，實時監測機械開采運行的情況，提高工作面可視化監管，提升井下的安全系數，相關管理人員在下井檢查時，可以規避安全隱患點，保障設備和人員的安全。

1.4 綜采自動化集中控制技術

在當前的煤礦智能化開采過程中，很多單位都已經構建了一套完整的綜采自動化集中控制系統，實現對綜采工作中主要設備的全面控制，如：對采煤機、供電設備、液壓支架、供液設備等。同時，借助合理的施工工藝，實現對井下巷道的監控系統與地面指揮控制中心系統集中控制的綜采自動化集中控制模式，該技術的使用不僅實現了煤礦綜采的自動化，同時也加強了井下工作面的可視化，在很大程度上提升了井下作業的效率和質量。

1.5 實時環境監測技術

主要通過遠程監控來探測煤井內部的環境變化，結合傳感設備將監控畫面傳輸至地上的指揮中心，實時監測每層的變化和切割的情況，對支架的運行情況進行可視化檢修，采用遠程干預控制切割層面到頂板層面的安全。在雨季豐富的時節，大量的雨水沖刷井道，破壞煤層的主體結構，利用遠程監控，對井下的地質環境進行監控，保證切割機的安全性，井下的環境監控數據通過無線網絡進行畫面采集，對機械運行的狀態可隨時進行畫面切換，提高監管的全局把握，操作人員通過畫面對切割的高度進行合理調整，為智能化開采提供可行的把控依據。

2 智能化開采技術的創新和管理

為促進煤礦開采效率的進一步提升，加強智能化開采技術的創新和管理是必要的。

2.1 開發機架協同割三角煤工藝

為提高智能技術的創新，采用開發機架模式，進行三角煤的切割，傳統的三角煤切割，利用液壓支架與采煤機傳感模式進行煤塊切割，但由于井下的傳感信號有時薄弱，造成信號發出的信息不能被快速接收，造成采煤機與支架運行配合不到位，降低煤塊開采的速率，而三角煤工藝同機架協同模式，提高采煤機和機架信號的傳導接收能力，進行數據的實時交換，保證采煤作業的有序進行，新型的三角采煤工藝規避了采煤速度的等待和協調速度矛盾，共同推進采煤工序流程的效率。

2.2 優化遠程操控管理系統

在對井下采煤作業進行管理的過程中，遠程操控管理系統的優化是十分重要的，其不僅能夠提高安全性，同時也能夠促進遠程干預效率的進一步提升。因此，筆者建議在遠程操控系統優化的過程中，可以適當增加快捷操作界面，特別是對液壓支架的快捷操作和監控界面。比如：當液壓支架出現漏推、丟架等現象的時候，相關監控軟件能夠及時發出報警信息，監控人員可以根據報警信息的實際情況來選定操作對象，進而對出現問題之處進行實時監控，并通過遠程快捷操控來完成自動補架操作，以此來保證液壓支架系統的正常運作，提高智能化開采的效率。

2.3 加強工作面自動找直技術

工作面的直線穩定性直接影響煤壁和液壓支架的直線水平，為有效提高綜合采煤技術，可以通過截割面自動找直技術控制采煤機運行的穩定性，可以利用熱成像技術對煤壁的平面進行自動找直，通過自動巡檢技術對井下煤壁的情況進行檢測，根據導航技術智能鎖定不平整區域，利用遠程人工干預模式，對不平整的壁面進行切割，提高機架與采煤機找直的傳感信號接收，對接收的數據進行信息處理，直接反映井下圍巖的狀態和機械的運行情況，實現工作面自動找直的調整和修正。

2.4 創新綜采智能化管理平臺

在煤礦智能化開采技術的管理工作中，應當要加強創新綜采智能化管理平臺。在開發智能化管理平臺的過程中，需要借助大數據技術、云技術等先進的技術，構建綜采智能化管理平臺。在管理平臺中，需要完善各個模塊，包括對相關設備運行狀況的分析功能、監控功能、故障診斷功能、自動化操作功能、各項生產狀況監測功能、環境監測功能等，對整個煤礦開采工作進行全周期、精細化的智能管理。在綜采智能化管理平臺運行的過程中，管理人員以及相關技術人員可以隨時通過智能終端來登錄平臺，實時了解煤礦開采生產狀況、設備運行狀態以及井下環境的監測等，提升開采的效率。

3 結束語

總的來說，煤礦智能化開采，利用遠程人工干預技術實現壁面的平整，減低煤塊坍塌的風險，利用工作面視頻監控技術，對采煤機和機架的運行情況實時掌握，通過自動找直技術，加強二者之間的傳感效能，有利于煤塊的平穩切割。智能記憶截割技術通過數據編碼傳輸，控制中央自動系統有節奏型開采煤塊表層，降低人工開采成本的投入。

參考文獻

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