互聯(lián)網＋采煤機智能化技術要點探究

李永和

陜西延長石油集團橫山魏墻煤業(yè)有限公司 陜西 榆林 719100

1 引言

針對目前煤礦開采任務的不斷增長，開采進度不斷深入的同時也增加了開采難度和風險的現(xiàn)狀，目前在信息時代不斷推進互聯(lián)網＋發(fā)展的同時，也針對上述情況將此技術應用于煤礦行業(yè)中，通過智能化采煤機等設備來降低人工作業(yè)的安全風險，并且降低開采難度，實現(xiàn)開采效率和開采量的提升。針對整個采煤作業(yè)中比較關鍵的采煤機來說，需要通過智能化技術的應用來實現(xiàn)智能化采煤的目標，可以實現(xiàn)針對不同的井下環(huán)境和設備性能來進行最佳工作方式的自主選擇，通過智能化控制系統(tǒng)的應用來滿足上述智能化采煤的要求。

2 我國采煤機智能化及輔助設備技術的發(fā)展及現(xiàn)狀

2.1 采煤機智能化技術 由于在目前主要的開采作業(yè)中會存在瓦斯等易燃易爆的氣體或其他有毒有害氣體，容易在相對較為密閉的空間中遇到明火出現(xiàn)火災、爆炸或中毒等人身傷害事故，威脅作業(yè)人員生命安全的同時，還會造成巨大的經濟損失，嚴重影響開采進度。因此針對目前仍然存在的較多的人工操作環(huán)節(jié)，研發(fā)人員對采煤機智能技術進行深入研究，通過預設程序和指令來感知井下環(huán)境，通過互聯(lián)網技術將上述感知信息向地面控制端進行傳遞，保證工作人員在不深入井下的同時也可以快速和準確獲取井下的具體情況并根據(jù)實際情況制定最佳的開采方案。

2.2 采煤機定位技術 由于在采煤作業(yè)中需要依照采煤的動向來對采煤機的開采作業(yè)進行調整。為此就可以通過紅外線以及激光定位等先進的定位技術來確定采煤機的精準位置。

2.3 煤巖截面感知技術 針對具有較多巖石的煤層來說，為避免造成設備損傷或者是由于煤層巖石比較分散而造成的開采難度增加等問題。針對上述問題就需要做好對煤層巖性的識別工作，目前比較先進的技術就是通過雷達和激光來對外界環(huán)境進行自主識別，而且通過紅外線來識別外界環(huán)境中的問題，可以有效避讓開采過程中的巖石區(qū)。

2.4 液壓支架智能化技術 由于在每個煤礦區(qū)域中會存在多個井下工作面，為了保證支護效果，就需要保證支架的支撐性能。為此，在目前井下作業(yè)中采用比較先進的液壓支架智能技術，在現(xiàn)場作業(yè)中無需人員開展現(xiàn)場操作，只需要通過互聯(lián)網來進行遠距離的操作，就能夠表現(xiàn)出較強的承壓能力。

2.5 刮板輸送機智能化技術 在煤炭開采中刮板輸送機的主要作用就是將一層層刮下來的煤炭從開采區(qū)域中運出來。在刮板輸送機運煤中應用智能化技術，首先是可以應用于啟動過程中，可以通過啟動管理程序的應用來避免強行啟動或啟動不當?shù)膯栴}。或者是預設程序及其在需要的時候對鏈速進行自動控制和安全操作。還有就是在信號傳輸，可以通過自動工作設備的應用來保證工作人員隨時通過信號傳輸掌握工作情況，并針對其中出現(xiàn)的問題隨時叫停來保障作業(yè)安全。

3 采煤機智能截割技術

3.1 選擇記憶截割路徑 智能截割技術是目前比較先進的識別巖層厚度的技術，在此技術的應用中，首先就是進行記憶截割路徑的選擇，然后在此程序下可以知道采煤機自動開展截割作業(yè)的過程。如果在實際截割作業(yè)中遇到實際情況與預設程序不符，則需要自主調節(jié)滾筒，或者是出現(xiàn)工作環(huán)境與預期存在較大差異時，導致自主調節(jié)無法適應環(huán)境變化，也需要工作人員結合實際情況來進行人工調整。同時在上述過程中記錄工作環(huán)境的變化情況，保證下次開展此位置的作業(yè)時就可以按照最新記憶的數(shù)據(jù)開展截割作業(yè)。

3.2 自適應牽引控制技術 在井下環(huán)境中開展截割作業(yè)時，由于工作環(huán)境在不斷變化，造成截割作業(yè)中的參數(shù)也在不斷變化，為了確保采煤機工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，就需要使用自適應牽引控制技術來結合實際情況對程序進行調節(jié)，在此技術的應用下，保證采煤機在自適應牽引控制下符合井下環(huán)境的工作要求，而且運用粒子群算法來保證此技術的應用效果。

3.3 自適應調節(jié)控制技術 在上述通過記憶的方式開展截割作業(yè)的過程中，由于工作環(huán)境會發(fā)生變化，所以在記憶截割作業(yè)過程中容易出現(xiàn)碰撞到巖石并損壞截齒和設備，甚至還會造成安全事故的發(fā)生。為此，就可以應用自主調節(jié)功能，也就是無論工作面環(huán)境怎樣改變，采煤機截割滾筒都可以在一定范圍內進行高度的自動適應調整。

4 綜采機組物聯(lián)網技術的實現(xiàn)

4.1 實現(xiàn)設備之間的數(shù)據(jù)信息傳輸 在采煤機中使用指令傳輸裝置主要作用是向地面?zhèn)鬏斨噶睿瑫r還要配合攝像頭并做好對攝像頭的保護。在井下作業(yè)的不同類型設備之間，可以通過上述傳輸設備來通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行數(shù)據(jù)的傳輸。這樣就可以保證采煤機獲取到其他設備的數(shù)據(jù)，同時也可以保證地面控制中心獲取井下所有設備的數(shù)據(jù)。然后通過交換機來對上述設備進行連接，保證在其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時，其他設備可以正常接收和發(fā)送指令，這樣就可以通過就近的方式實現(xiàn)指令的傳送。

4.2 構建以互聯(lián)網＋為核心的聯(lián)網監(jiān)控系統(tǒng) 在目前的互聯(lián)網時代下，由于信息數(shù)據(jù)的傳播更加容易，因此，為了在采煤作業(yè)中可以實時掌握作業(yè)進度和效率，就需要構建一個以互聯(lián)網＋為核心的聯(lián)網監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以通過無線網來連接不同的設備以及地面網絡，通過地面總控制室來精準定位不同的工作點。同時還要在井下的工作區(qū)域中通過單獨的網絡系統(tǒng)以及不同的網絡監(jiān)控裝置，通過無線網和地面網來進行數(shù)據(jù)交換，或者是通過以太網與互聯(lián)網來進行數(shù)據(jù)交換，保證總網可以實時監(jiān)督工作進程，從而構建起完整的監(jiān)控系統(tǒng)。

5 結語

在目前的采煤機智能化技術發(fā)展和應用中，實現(xiàn)了現(xiàn)場作業(yè)人員重復勞動的大大減少，對于提升煤炭開采效率和保障作業(yè)人員安全起到關鍵作用。未來，還需要加強對自主截割技術的研究來提升其智能化后的效果。同時還要通過自適應牽引技術來提升設備適應環(huán)境變化的能力，加強對周圍環(huán)境進行檢測方法的研究，提升采煤機的感知功能，實現(xiàn)工作效率的提升以及真正的采煤作業(yè)智能化。