關于煤礦綜采工作面無人化開采技術分析

王文杰

【摘 要】為了使煤礦開采量得到有效提升，煤炭開采中廣泛應用了煤礦綜采工作面無人開采技術。當前的煤礦綜采無人開采技術由于受到了技術和非技術等多方面因素的影響，還需要從多個方面進行完善和發展^[1]。地質狀況比較復雜和協同作業設備等多方面因素的影響，導致綜采工作面無人化開采受到嚴重制約，所以就需要加強對煤礦綜采工作面無人化開采技術的研究，對其技術有效應用。

【關鍵詞】綜采工作面;煤礦;無人化開采技術

煤炭工作具有很高的危險性，同時工作環境相對惡劣，并且具有嚴峻的工作形勢，在綜采工作面經常會出現一些事故，導致煤礦行業存在一定的困境。為了使煤礦開采中人員死亡率減少，最有效的方式就是使煤礦開采區的人員開采減少，甚至實現無人開采的模式，而這種模式對煤礦行業不僅是進步，還面臨著一定的挑戰，只有實現無人開采，才能使工作人員的生命安全得到保證，使事故的發生得到有效減少^[2]。

一、綜采工作面無人化開采概述

綜采工作面無人化就是工作面無人，在工作面之外的區域操作和控制相應機電設備，從而使各項工序得以完成，其中主要包括了煤礦的采掘、裝卸、運輸和支護等，對采空區進行規范化處理，還有就是工作面有人，但是不操作機械設備，只負責對工作面的巡檢^[3]。

煤礦綜采就是利用綜合機械進行煤礦開采，利用相應機械進行煤礦的采掘和裝卸，并且通過井下輸送機與液壓支護進行煤礦的運輸和支護，使煤礦開采實現機械化作業。結合實際范圍可以將綜采工作面分為兩種，廣義上的回采工作面主要包括了運輸巷和回風巷，其中涉及到了大約十四種設備，而狹義的回采工作面包含了刮板輸送機、液壓支架和端頭支架。

綜采工作面無人化開采就是依托于智能化和自動化方法，當工作面正常生產時，就會將本來在危險點的工作人員轉移到比較安全的地點，對采場進行無人控制和操作，使工作面不會出現任何一個人員。

二、主要的影響因素

（一）環境因素

環境是無人化開采中最重要的一項影響因素，而工作面頂板、地板條件和煤礦壓力等多種因素的影響，都會導致工作面的開采受到阻礙。

（二）設備因素

無人化開采對機械設備的要求更高，設備運行過程中不僅需要具備較高的穩定性和安全性，還需要具備一定的自動化功能。例如采煤機需要實現在線檢測、故障診斷、記憶割煤等功能，同時無人化開采中還需要對可以實時掌握設備實際運轉情況的技術進行合理配置。

（三）技術因素

就當前的情況來說，井下智能化和自動化技術水平相對并不高，其與預期效果仍然存在著一定的距離，所以利用與人類感官和大腦運作方式比較類似的方法，可以實現無人化開采技術的研究。當前仍然在研究和發展礦業智能化技術，其中包括了煤巖識別、煤巖分界和直線度控制等多個方面，因此就使無人化開采的實行和發展受到制約。

（四）人為因素

人為因素在一定程度上會使無人化開采的順利實行受到影響。由于沒有成功的案例，所以多數人都覺得無人化開采是一種設想，無論是技術還是成本，要想真正實現無人化還需要走很長一段路，由于畏懼各項技術要求，從而對更多技術人員的組織比較困難，專項科研的開展受到阻礙，所以造成無人化開采長期停滯不前。

（五）管理因素

在無人化開采應用之后就一定會轉變傳統的生產結構和管理模式，同時采煤機司機和支架工自身的角色會出現一定變化，他們會從現場操作人員變化為巡檢人員，還有可能成為遠端控制人員，這不僅對工作人員自身具有一定的考驗，還考驗了生產管理模式。

三、實現煤礦綜采工作面無人化開采的思路與方法

（一）由簡單地質條件向復雜地質條件過渡

綜采工作面的地質環境經常會比較復雜，這不僅會影響到無人化開采的實現，還會在一定條件下逐漸成為制約因素。所以就需要工作人員在地質條件比較簡單的工作面進行試點，對其實行無人化開采，對其經驗進行合理總結，同時還要結合實際情況調整技術方案，注重引進各種先進的無人化開采技術，然后再將無人化開采向地質條件相對復雜的工作面過渡，從而不斷實現無人化開采的預期目標。

（二）由遠程遙控向智能化無人開采發展

工作面無人開采就是以遠程遙感為核心，在綜采工作面上應用了人類感官等特點，將本來處于危險環境下的人員轉移到控制區域，從而在監控中心對各種設備實現操作和控制，使無人化開采得以實現。遠程遙控對智能化和自動化技術具有相對較低的實際要求，當一些關鍵設備不能合理適應時也可以達到預想的目標，但是從總體角度來說，無人化開采以遠程遙控為核心，其適應能力不足，當地質條件出現變化時，或者是整個系統中存在設備故障問題，就需要工作人員進入工作面對其設備進行檢查，進而進行調整和維修。

而工作面無人化開采中以智能化技術為核心，其在成功研發之后，在井下信息傳輸技術、設備定位技術等多個方面中得到了應用，使工作面智能控制系統實現了一體化，其系統不僅為無人化開采提供了一定的條件，還在煤礦安全生產中發揮著非常重要的作用，使各個設備連續、高效的運行得到進一步保障，使工作面無人化開采和智能化管理得到有效實現。隨著煤礦技術的逐漸進步，煤礦開采在未來涉及到的地質條件會越來越復雜，還會存在比較復雜的機械設備和綜采工作面，而合理應用先進的技術成果，可以實現不需要人工干預的綜采工作面無人化開采。

四、結束語

綜采工作面無人化開采不僅可以使井下事故人員傷亡數量得到有效減少，還可以對工作面超產現象合理遏制。而無人化開采不僅要分析工作面的各項非技術條件，還需要加強井下監控工作，促進通信技術的發展，為無人化開采提供一定的技術作為有效支撐。在早期的無人化開采中主要從簡單地質條件向復雜地質條件過渡，其對無人化開采要求的掌握具有重要意義。現階段煤礦綜采工作面無人化開采主要以遠程遙感為核心和以智能化技術為核心，而智能化無人開采可以看做是遠程遙感無人化開采的延伸，隨著礦業技術的逐漸進步，綜采工作面開采中智能化無人開采會逐漸成為主流形式。

參考文獻：

[1]索智文.煤礦綜采工作面無人化開采技術研究[J].工礦自動化，2017，43（1）：22-26.

[2]車勇.煤礦綜采工作面無人化開采技術探析[J].科技風，2017（15）：107-108.

[3]任建功.煤礦綜采工作面綜合機械化開采技術分析[J].能源與節能，2016（9）：127-128.

（作者單位：徐州礦務集團有限公司張集煤礦）