我國智能化采煤技術(shù)現(xiàn)狀及待突破關(guān)鍵技術(shù)分析

（陜西恒源投資集團(tuán)趙家梁煤礦有限責(zé)任公司 陜西 719300）

煤礦開采過程中會應(yīng)用到各項(xiàng)技術(shù)，在煤礦開采期間合理應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠提高煤礦開采效果，提升煤礦產(chǎn)量，確保煤礦開采期間的安全性，降低安全事故發(fā)生幾率。

1.采煤機(jī)智能化技術(shù)概述

(1)視頻系統(tǒng)

將高清攝像頭安裝在采煤機(jī)上，同時，還安裝了LED等輔助照明設(shè)備，通過對專用視頻監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用，完成對采煤現(xiàn)場情況的監(jiān)控，在監(jiān)控系統(tǒng)中，可以采用計算機(jī)，以及網(wǎng)絡(luò)終端對工作面的具體情況進(jìn)行全面檢測，而且還可以采取遠(yuǎn)程在線方式對采煤機(jī)的具體運(yùn)行情況進(jìn)行全面參控[1]。

(2)記憶截割

智能記憶截割系統(tǒng)在具體應(yīng)用期間，采用自由曲線記憶截割，通過對該項(xiàng)切割方式進(jìn)行應(yīng)用，能夠確保煤礦開采時，在復(fù)雜截割狀態(tài)完成相應(yīng)的切割作業(yè)，采煤機(jī)在運(yùn)行時能夠依據(jù)事先學(xué)習(xí)的采煤工藝，完成相應(yīng)的切割作業(yè)[2]。從以往的工作經(jīng)驗(yàn)來看，在350m工作面作業(yè)中采用自動運(yùn)行采煤機(jī)，采煤機(jī)行走與作業(yè)期間，作業(yè)人員要將其在具體行走時要做好精度控制，控制時誤差不得超過5cm，而針對滾筒截割高度來說，要將誤差控制在4cm以內(nèi)。

(3)自行定位

采煤作業(yè)進(jìn)行時，針對采用的采煤，必須要進(jìn)行精準(zhǔn)定位，這也是確保后續(xù)采煤作業(yè)進(jìn)行時，各項(xiàng)操作順利開展的基礎(chǔ)。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及人們對該項(xiàng)技術(shù)研究的不斷深入，慣導(dǎo)定位方法在采煤機(jī)定位技術(shù)上也都取得了一定突破，人們對這一內(nèi)容的研究也十分靈活，而且取得了不錯成績。

2.智能控制液壓支架

液壓支架是采煤工作面的一項(xiàng)重要內(nèi)容，目前對于采煤工作面來說，液壓支架在具體應(yīng)用期間能夠采用采煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)支護(hù)動作和自動推進(jìn)，液壓支架在具體應(yīng)用期間的智能控制主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）采用計算機(jī)程序控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的人工控制方式，通過對這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動移架。液壓支架傳感器在具體運(yùn)行期間將液壓支架位姿態(tài)信號及時傳輸給計算機(jī)，然后通過對電液閥控制液壓支架，達(dá)到最終作業(yè)的目的。

（2）綜采工作面液壓支架能夠依據(jù)采煤機(jī)截割位置實(shí)現(xiàn)自動移架、自動噴霧、單架控制等多項(xiàng)功能[3]。如果在進(jìn)行采煤時，若工作面地質(zhì)整體情況發(fā)生了顯著改變，通過對遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行應(yīng)用，采取人工方式對液壓支架進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，從而保證液壓支架在運(yùn)行時能夠采取自動化方式完成相應(yīng)操作。

（3）在進(jìn)行采煤作業(yè)時，如果遇到作業(yè)面煤壁片幫，或者頂?shù)装逅绍泦栴}時，采用的自動跟機(jī)在運(yùn)行時，受多項(xiàng)因素影響，經(jīng)常會出現(xiàn)護(hù)板整體支護(hù)效果較差，支架胎底動作無法順利進(jìn)行等問題，以上問題的出現(xiàn)會導(dǎo)致移架接后，大量的煤堆積在架前，會發(fā)生扭架問題，這會對煤礦開采作業(yè)的進(jìn)行造成不良影響，不僅會降低煤礦開采效率，甚至?xí)l(fā)安全事故，會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。針對這一問題，要將行程傳感器和壓力傳感器安裝在采高作業(yè)面支架一級防護(hù)幫鉸接處，自動移架增設(shè)了自適應(yīng)控制功能，能夠完成各項(xiàng)工作開展的合理控制。

（4）煤層頂?shù)装鍍A角較大作業(yè)面進(jìn)行采煤時，受周圍環(huán)境影響，具體采煤期間，容易導(dǎo)致液壓支架在應(yīng)用時發(fā)生傾斜、錯位、擠咬等多項(xiàng)問題，情況嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生倒架事故，這將會造成經(jīng)濟(jì)損失，以及人員傷亡[4]。而采用智能協(xié)調(diào)液壓支架，由于支架上安裝了傾角傳感器，通過對其的應(yīng)用，利用在線方式感應(yīng)傾斜參數(shù)，將調(diào)斜液壓千斤頂安裝在支架底座，若液壓支架出現(xiàn)在過山或退山時，通過自動方式升起支架底座傾倒側(cè)采用的千斤頂，同時，要與降架作業(yè)的開展相互配合，完成上述作業(yè)后，對采用的支架進(jìn)行調(diào)整，讓其迎接山頂，能夠更好的完成煤礦開采作業(yè)[5]。此外，煤礦開采期間，液壓支架在推移期間誤差會不斷累積，從以往煤礦開采經(jīng)驗(yàn)來看，切割三個循環(huán)，煤壁平直度就會發(fā)生彎曲，此時，必須要停止開采作業(yè)，要對支架位置進(jìn)行調(diào)整，對直線度進(jìn)行校正處理。從現(xiàn)階段我國煤礦開采的整體情況來看，液壓支架調(diào)直通過采煤機(jī)慣導(dǎo)定位、激光雷達(dá)掃面不同方式，精準(zhǔn)測量刮板輸送機(jī)彎曲度，在具體作業(yè)期間，全面配合自身位移反饋和差值計算法，完成對液壓支架具體排列情況的調(diào)直處理[6]。

（5）煤礦開采時，支架處于正常支撐狀態(tài)，頂板在采煤時一旦發(fā)生松動現(xiàn)象將會導(dǎo)致立柱下腔壓力低于設(shè)定值，此時電力控制系統(tǒng)在運(yùn)行期間，會通過自動方式發(fā)送提升柱值，進(jìn)而將完成對壓力的合理補(bǔ)充，直到該壓力大小達(dá)到初撐力為止。

（6）在作業(yè)面巷道上構(gòu)建液壓支架集中控制中心，控制中心合理的融入了互聯(lián)網(wǎng)、通信、遠(yuǎn)程控制等不同類型技術(shù)，形成了機(jī)液壓支架子自動調(diào)控、自動移動、自動調(diào)斜、自動調(diào)直等各項(xiàng)內(nèi)容都集中在一體的監(jiān)控系統(tǒng)中，通過對該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠通過遠(yuǎn)程方式對作業(yè)面液壓支架的全面監(jiān)控。

3.智能化控制刮板輸送機(jī)

(1)啟動與調(diào)速

①智能啟動

對于煤礦開采作業(yè)進(jìn)行過程中采用的刮板輸送機(jī)，對于其啟動后采取分階段控制措施，也就說啟動初期要利用預(yù)緊張控制措施，分別控制機(jī)頭與機(jī)尾，針對預(yù)張緊措施處理輸送機(jī)底部鏈條；張緊底部鏈條后，可以在同一時間內(nèi)啟動機(jī)頭和機(jī)尾，這樣能夠避免采用的機(jī)頭在運(yùn)行時發(fā)生跳鏈、對鏈等現(xiàn)象，進(jìn)而避免在機(jī)尾處出現(xiàn)卡鏈等影響設(shè)備運(yùn)行，煤礦開采問題的發(fā)生，同時，也可以限制刮板鏈啟動荷載而帶來的各種沖擊[7]。完成啟動作業(yè)后，要在設(shè)定較高速狀態(tài)下運(yùn)行一段時間后，然后處理存在于種部槽中的浮煤，完成浮煤處理后，讓刮板輸送機(jī)處于低速運(yùn)行狀態(tài)，同時，要利用智能方式調(diào)整。

②智能調(diào)速

針對煤礦開采作業(yè)中應(yīng)用的刮板輸送機(jī)，智能調(diào)試時，要綜合考慮設(shè)備運(yùn)行時的電流、采煤機(jī)方向和煤流量等各項(xiàng)問題，通過多參數(shù)混合邏輯控制方法完成對煤礦開采作業(yè)中采煤機(jī)在應(yīng)用時采煤機(jī)的具體狀態(tài)信息、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、工作面各項(xiàng)參數(shù)、煤量檢測裝置數(shù)據(jù)等各項(xiàng)內(nèi)容，依據(jù)優(yōu)先級別，綜合分析各項(xiàng)影響進(jìn)度，明確刮板運(yùn)輸機(jī)負(fù)載情況，合理應(yīng)用分級調(diào)速，采取合理方式完成相應(yīng)控制作業(yè)，同時，要依據(jù)負(fù)載區(qū)域，科學(xué)調(diào)整運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行速度，通過這種方式避免負(fù)載波動，以免進(jìn)行頻繁調(diào)速作業(yè)[8]。通過對激光掃描器的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對采用的刮板輸送機(jī)在運(yùn)行時的具體煤量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，對于采用的刮板輸送機(jī)，可以依據(jù)煤運(yùn)量的具體變化動態(tài)調(diào)整鏈速，實(shí)現(xiàn)對保刮板運(yùn)輸機(jī)在應(yīng)用中運(yùn)行速度與運(yùn)輸煤量在調(diào)節(jié)上采取正比例方式開展，確保刮板運(yùn)輸機(jī)高效運(yùn)行，降低刮板運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)輸過程中的能耗量，最大程度降低刮板鏈、鏈輪等各個部分的滑動磨損量。

(2)調(diào)直作業(yè)

刮板輸送機(jī)采用的自動調(diào)直技術(shù)與液壓支架自動調(diào)直技術(shù)互相協(xié)助。針對煤礦開采作業(yè)中應(yīng)用的刮板輸送機(jī)來說，要通過液壓支架調(diào)控方式完成自動調(diào)直，同時，應(yīng)用采煤機(jī)定位數(shù)據(jù)，可以反推刮板輸送機(jī)運(yùn)行時，軌道線性情況發(fā)生的變化，再對計算機(jī)調(diào)直目標(biāo)機(jī)先進(jìn)行合理優(yōu)化，通過對液壓支架定量控制推移的應(yīng)用，糾偏刮板輸送機(jī)的運(yùn)行軌道，實(shí)現(xiàn)對其的自動調(diào)直，保證其在煤礦開采中作用能夠得到合理發(fā)揮，更好的完成煤礦開采作業(yè)。

(3)煤礦開采與運(yùn)輸協(xié)同作業(yè)

對于刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)間可以設(shè)置互聯(lián)信息接口，通過對這些接口進(jìn)行應(yīng)用，能夠通過實(shí)時方式，對信息進(jìn)行交換，將采煤機(jī)切割煤量作為動態(tài)流量，工作人員要對自動運(yùn)輸能力進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，或者針對前后級設(shè)備完成調(diào)節(jié)。除了以上幾項(xiàng)技術(shù)，還要分析帶式輸送機(jī)、巷道集中等各項(xiàng)技術(shù)，在技術(shù)突破上，要將精準(zhǔn)定位、煤巖界面識別、圍巖自適應(yīng)支護(hù)、自主糾偏等各項(xiàng)技術(shù)作為重點(diǎn)內(nèi)容，加強(qiáng)對這些技術(shù)的研究，使各項(xiàng)技術(shù)作用都能夠得到合理發(fā)揮，能夠更好的完成煤礦開采作業(yè)，提高煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益。

4.結(jié)語

煤礦開采過程中會應(yīng)用大量技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性與和理性都會對煤礦開采造成直接影響。對于煤礦來說，要不斷加強(qiáng)對智能化采煤技術(shù)的研究，明確需要突破的技術(shù)，增加經(jīng)濟(jì)、人力等方面的投入，從而完成煤礦開采。