煤礦綜采工作面智能化開采研究

趙相海

兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦 山東菏澤 274700

煤炭是中國使用最廣泛的基礎能源之一，它對中國的發展中起著不可或缺的作用，尤其在能源工業中具有重要的地位。不僅如此，從之前的 “十二五” 到當前的 “十三五”，黨和國家都制定了一系列以煤炭為基礎的能源發展政策。隨著這些政策的落實，煤炭行業整體如筍絲發展，其自動化和智能化建設也取得了初步成效。中國煤礦的智能化水平仍處于起步階段，缺乏先進的技術研發，和可靠的采礦傳感器等，其中，人才的匱乏和標準體系的尚未建立，都或多或少制約著中國煤礦的智能化發展。

1 煤礦綜采工作面智能化開采技術發展狀況

現階段，國內很多大型的煤礦均運用了煤礦綜采工作面智能化開采技術，借助此項措施，不僅增加了日產量，提升了相應的開采率，而且依靠有關智能化監測方式，使煤礦開采的時間得以延長。近些年來，煤炭開采技術得到了飛速發展，使煤礦自動化開采效率與安全性得到有效提升。在此過程當中，煤礦開采技術逐漸實現了智能化，相關設施的利用率也獲得了提升，降低了傷亡事故的發生幾率。比如，單機自動化能力得到增強，使煤礦綜采工作面智能化開采技術的發展更加順利。結合具體的國情情況，加快煤礦綜采工作面智能化開采技術的研發速度勢在必行。從當前的情況來看，遠程管控采煤技術、智能無人采煤技術等都是主要的研究技術內容。通常情況下，煤礦綜采工作面所處的環境十分復雜，而大多數的煤礦綜采工作面相應的空間十分狹小，溫度與濕度均很高，并且存在著大量的煤塵。有關技術人員操控相關設備的過程當中，一旦碰到瓦斯煤塵爆炸、透水等故障的時候，將導致傷亡事故的發生[1]。鑒于煤礦綜采工作面相應的設備系統非常復雜，從前所運用的人為操控方式，顯然無法避免產生操控不當的情況發生，導致相關設備的安全性無法獲得保障，并且不同設備的運用與監控的過程中，保持彼此獨立的運行狀態，無法實現相互結合，達到集中化處理有關數據信息的目的。

2 綜采智能化工作面開采關鍵技術要點

2.1 圍巖和液壓支架耦合控制

在深部支護的過程中，大量實踐表明，傳統的支護方式在很多方面已經表現出較強的不適應性，全面注重支護方式的耦合程度是必然，特別是在大采高開采過程中，智能化開采技術在進行支護時，應當充分考慮開采技術的耦合程度。以深部巷道耦合支護技術為基礎，設定出超高煤壁穩定性控制方法與參數設定方法，形成大采高液壓支架結構，將感知系統反饋得到的信息作為基礎，形成三級聯動護幫智能化控制、防傾斜控制、初撐力自動補償、千斤頂自動化調節等，實現自動序列化操作、圍巖耦合控制等，較好提升大采高綜采開采過程中各個系統對地質條件的適應性，全面增強系統整體穩定性，推動圍巖穩定性與液壓支架穩定性的相互耦合[2]。

2.2 煤巖的自動識別

在使用無人開采技術中，煤巖的自動識別是十分重要的，也是無人開采技術的重要組成部分。自動識別技術采用了紅外線、紫外線、超聲波、雷達探測等的方式，可以及時將煤炭和巖石分別，使用的技術就是記憶程序控制系統以及震動頻譜傳感系統，這兩個技術相比，記憶程序控制系統更為重要，可以分辨出煤巖的分界，而震動頻譜系統主要是應用于巖石十分復雜的區域，可以將底下的具體情況通過頻譜的方式展現出來，來幫助相關的操作人員使用無人開采技術來開采煤炭[3]。但是由于目前的技術瓶頸煤巖自動識別技術在巖石較多的地方識別的效果不好，所以在未來的研究方向中，要更大的提升煤巖傳感器的自動識別功能以及更加穩定的控制方面，這樣就可以使用綜采工作面無人化開采應用于更多的場景中。

2.3 視頻監控技術介紹

對于煤礦綜采工作面模擬采礦系統而言，主要借助提升虛擬現實技術，進而建立起一個三維采礦環境，實現模擬相關運行技術設備以及采煤過程的目的。利用此系統，可以和相應的操控人員實現一定的互動，并能夠穿越全部的空間到達該系統所模擬的所有區間內。依靠此系統，既明確了空間的狀態、物體運作的管控，又可以辨識物體，準確輸入與處理輸入相關信息。這當中，最大的特點為建立了一個與現實十分近似的采掘三維環境，同時借助先進的計算機技術，能夠清晰地呈現出采礦的情況，進而獲取相關設備運行的相關參數、動態化圖像等等，其中包含了相關設備的產能、間距以及時間等信息情況[4]。

3 結語

綜上所述，煤炭智能化開采在促進煤炭的相關開采與進一步發展工作當中是一項尤為關鍵的變更手段，同時在煤礦質量方面的進一步改善有著必要的作用，還是在資源與安全兩項任務中的關鍵評判準則。做到將智能化技術切實的運用于煤礦的井下工作中，實施全面覆蓋的基本要求從而實現向煤礦單位的拓展。從內部到外部進行擴展，同時加強有關框架的安全、智能化手段，這樣可以更好的做到完善煤礦智能化由點的發展到整體實力的提高，靠此加強中國煤礦開采事業的持續進展力度。