煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的實(shí)現(xiàn)策略分析

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán) 山西 037003）

煤礦安全工作是我國(guó)高度重視的課題，而在煤礦開采過(guò)程中，煤礦綜采工作面生產(chǎn)安全事故發(fā)生概率極高，主要原因在于作業(yè)環(huán)境十分惡劣，開采人員缺乏安全生產(chǎn)意識(shí)等，直接威脅我國(guó)煤礦行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。在此背景下，煤礦綜采工作面安全生產(chǎn)研究具有重大意義。而煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的實(shí)現(xiàn)，可以切實(shí)降低開采安全事故發(fā)生概率。當(dāng)下，在煤礦綜采工作面開采過(guò)程中，無(wú)人化開采有著多項(xiàng)成功案例，但是在技術(shù)層面頗受爭(zhēng)議，使得煤礦綜采工作面無(wú)人化開采未能推廣，一定程度上制約了煤礦綜采工作面無(wú)人化開采技術(shù)的發(fā)展。因此，為了促進(jìn)煤礦綜采工作面安全生產(chǎn)水平的提高，加強(qiáng)無(wú)人化開采技術(shù)研究，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)無(wú)人化開采意義重大。

1.煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的內(nèi)涵

在我國(guó)煤礦綜采工作面起步階段，對(duì)此無(wú)人化開采工作有兩種不同的解讀，一是在煤礦綜采工作面開采時(shí)，無(wú)需人工操作，只需要在回采工作面采取相應(yīng)的工序操作和施工設(shè)備的控制，即可完成煤礦綜采工作面的煤礦開采、運(yùn)輸、支護(hù)、清潔處理等一系列工作。二是工作人員在煤礦綜采工作面使用機(jī)械化工作模式來(lái)完成煤礦的開采、運(yùn)輸?shù)热撞傻V作業(yè)，工作人員只要在煤礦綜采工作面上進(jìn)行機(jī)械化操作，無(wú)需手工直接操作，只是操控機(jī)械進(jìn)行操作[1]?；趶V義和狹義角度來(lái)理解煤礦綜采工作面無(wú)人化開采，廣義角度的煤礦綜采工作面還包括回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷的設(shè)置，除此之外還包括對(duì)上述工作中所使用的施工設(shè)備進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù)等；狹義角度的煤礦綜采工作面還把控對(duì)回采工作面上的相關(guān)機(jī)械設(shè)備的管理工作，如支架、采煤機(jī)等[2]。

2.煤礦綜采工作面無(wú)人化開采和自動(dòng)化開采之間的關(guān)系概述

當(dāng)下，我國(guó)煤礦綜采工作面的煤礦開采工作已經(jīng)推廣應(yīng)用信息技術(shù)和數(shù)字智能化技術(shù)，直接促進(jìn)了煤礦綜采工作面的自動(dòng)智能化發(fā)展。但是在自動(dòng)智能化煤礦綜采工作面的規(guī)范和一體化標(biāo)準(zhǔn)下，未能有專屬的統(tǒng)一化名詞進(jìn)行定義，導(dǎo)致煤礦綜采工作面無(wú)人化開采工作較為混亂。在煤礦綜采工作面不斷融入信息智能化的背景下，我國(guó)煤礦綜采工作面發(fā)展方向隨之明確，傳統(tǒng)人工復(fù)雜操作流程得到優(yōu)化，融入智能信息化的全自動(dòng)綜采工作面流程，可以整體優(yōu)化我國(guó)煤礦綜采工作面的采礦工序[3]。以信息化為依托的煤礦綜采工作面的發(fā)展主體，延伸出數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的發(fā)展關(guān)系鏈。當(dāng)中數(shù)字化是表現(xiàn)形式的基礎(chǔ)；自動(dòng)化則是信息化發(fā)展的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面開采工作自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)；而智能化是自動(dòng)化的升級(jí)產(chǎn)物，也可以說(shuō)是更高層次的產(chǎn)物，主要以綜采工作面為運(yùn)行基礎(chǔ)，以促進(jìn)綜采工作面整體自動(dòng)化運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)綜采工作面無(wú)人化開采為目的[4]。

3.煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的主要影響因素

在煤礦綜采工作面無(wú)人化開采中，受到外界多項(xiàng)因素的制約，使得此項(xiàng)工作無(wú)法順利進(jìn)行。關(guān)于煤礦綜采工作面無(wú)人化開采中受到的主要影響因素，總結(jié)包括如下幾點(diǎn)：

（1）環(huán)境因素。近些年來(lái)，采煤工作環(huán)境持續(xù)惡化，也增加了諸多不確定性，原因在于在前期采煤工作中，一些簡(jiǎn)單易采的煤礦盡數(shù)被采盡，剩余煤礦都是一些環(huán)境惡劣和地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦，直接增加了采礦的危險(xiǎn)程度，從而容易引發(fā)不同程度的安全事故[5]。為了有效控制煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全事故，相關(guān)人員經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)無(wú)人化開采可以極大程度上規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，煤礦綜采工作面開采工作中的其他環(huán)節(jié)，也容易受到環(huán)境的負(fù)面影響而發(fā)生安全事故。在此背景下，煤礦綜采工作面無(wú)人化開采無(wú)疑是最佳的選擇。

（2）煤礦設(shè)備因素。在煤礦綜采工作面實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人化操作，需要大量設(shè)備提供支持。同時(shí)，各設(shè)備在使用過(guò)程中，必須保證穩(wěn)定狀態(tài)，且要求自動(dòng)化操作水平和可靠性高。上述任何一項(xiàng)要求未能達(dá)到要求，則在實(shí)踐中無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面無(wú)人化開采。

（3）技術(shù)因素。煤礦綜采工作面無(wú)人化開采對(duì)技術(shù)人員和專業(yè)人員具有超高的專業(yè)技術(shù)要求，要求其掌握系統(tǒng)的技術(shù)和專業(yè)技能，才能保證此項(xiàng)無(wú)人化操作得以順利進(jìn)行。但是當(dāng)下我國(guó)在煤礦綜采工作面的智能化和自動(dòng)化技術(shù)尚未達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法在實(shí)踐工作中實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作效率。因此，為了在煤礦綜采工作面盡快實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，應(yīng)有機(jī)結(jié)合煤礦綜采工作面中的各項(xiàng)開采設(shè)備和操作技術(shù)。除此之外，無(wú)人化操作技術(shù)在具體的實(shí)施中，還會(huì)涉及一些關(guān)鍵性技術(shù)，若未能達(dá)到預(yù)期技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，也會(huì)影響煤礦綜采工作面無(wú)人化操作的實(shí)現(xiàn)，因此在未來(lái)研究工作中，還需要加大這些關(guān)鍵技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)最佳的工作效果。

（4）觀念因素。無(wú)論在技術(shù)層面，還是設(shè)備方面，只有在時(shí)間充裕的情況下，才可以將智能化生產(chǎn)變?yōu)榭赡苄浴５窃诰唧w的工作中，若缺乏堅(jiān)定的信念，也會(huì)影響技術(shù)能力的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致智能化無(wú)人開采無(wú)法實(shí)現(xiàn)。由此可見，人們的堅(jiān)定信念也是實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的重要因素之一。除此之外，為了在煤礦綜采工作面有效實(shí)施智能化開采技術(shù)，應(yīng)對(duì)技術(shù)操作人員操作能力和專業(yè)技術(shù)水平的提高，才能促使其滿足具體的工作需求，以保證無(wú)人化開采的實(shí)現(xiàn)。

4.煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的實(shí)現(xiàn)路徑分析

(1)以簡(jiǎn)單操作為技術(shù)開展起點(diǎn)

在煤礦綜采工作面無(wú)人化開采實(shí)現(xiàn)之后，相關(guān)工作人員應(yīng)從簡(jiǎn)單的挖掘工作逐步向復(fù)雜的工作持續(xù)推進(jìn)，才能在煤礦綜采工作面整體實(shí)現(xiàn)無(wú)人化開采，以大幅度提高煤礦綜采工作面開采效率和質(zhì)量，并保證開采人員的人身安全。基于此，對(duì)于煤礦地質(zhì)工作環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)，相關(guān)工作人員應(yīng)充分考慮的煤礦綜采工作面無(wú)人化操作實(shí)現(xiàn)的重要性，并在實(shí)踐中循序漸進(jìn)地開展研究工作，才能更好地推動(dòng)煤礦綜采工作面無(wú)人化操作的實(shí)現(xiàn)。首先，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)的、深入研究；其次對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)的研究，隨后展開智能無(wú)人研究，并在此過(guò)程中要循序漸進(jìn)地適應(yīng)各個(gè)環(huán)節(jié)，才能在最后階段有效提高煤礦綜采工作面無(wú)人化操作水平，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人化開采目的。除此之外，在煤礦綜采工作面無(wú)人化開采過(guò)程中，會(huì)遭遇諸多問題而影響無(wú)人化操作的實(shí)現(xiàn)。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)加大各類問題的研究，并對(duì)問題進(jìn)行必要的處理和預(yù)防，以最終實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面無(wú)人化開采和技術(shù)目的。

(2)逐步提高無(wú)人化程度

煤礦綜采工作面無(wú)人化開采技術(shù)在我國(guó)煤礦開采業(yè)務(wù)中以廣泛使用。因此，我國(guó)在煤礦綜采工作面無(wú)人化開采實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，應(yīng)以遙控?zé)o人機(jī)采礦逐漸發(fā)展為智能挖掘。具體來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)程控制的無(wú)人采礦主要是集成了人類視覺并通過(guò)人類聆訊手段的模擬，以實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面采礦現(xiàn)場(chǎng)到監(jiān)控中心釋放綜采工人的目的，以達(dá)到利用設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面無(wú)人化開采的目的。

遙控?zé)o人化開采技術(shù)在現(xiàn)代煤礦綜采工作面開采應(yīng)用中，所表現(xiàn)出的自動(dòng)化水平未能達(dá)到良好的開采效率，關(guān)鍵在于無(wú)法廣泛應(yīng)用一些關(guān)鍵性設(shè)備，尤其是在部分開采設(shè)備出現(xiàn)故障問題或者煤礦綜采工作面的地質(zhì)環(huán)境發(fā)生了復(fù)雜變化后，自動(dòng)化操作未能有效解決這些問題，還需要通過(guò)有效的人工操作來(lái)予以措施解決具體問題，直接影響了煤礦綜采工作面開采效率的提升。同時(shí)，在煤礦綜采工作面開采過(guò)程中，若輔以人工操作，可能出現(xiàn)一些安全事故，威脅相關(guān)工作人員的人身安全。正因如此，遙控?zé)o人化開采技術(shù)在煤礦綜采工作面中的應(yīng)用，顯然亟需提高自動(dòng)化程度，才能真正意義上實(shí)現(xiàn)無(wú)人化開采，以提高煤礦開采效率。當(dāng)下，智能技術(shù)下的無(wú)人化開采技術(shù)在必要的關(guān)鍵開采技術(shù)方面取得了階段性的發(fā)展成績(jī)，如在惡劣環(huán)境下的信息安全傳輸、遠(yuǎn)程控制等，都在智能技術(shù)的支持下得以實(shí)現(xiàn)。通常而言，智能化系統(tǒng)是集監(jiān)測(cè)、控制、視頻、音頻、通信等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的一種智能化控制系統(tǒng)，可以保證煤礦綜采工作面無(wú)人化開采工作實(shí)現(xiàn)連續(xù)性工作，在保證各項(xiàng)操作安全的基礎(chǔ)上，真正意義上實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、智能化開采。基于這個(gè)角度而言，智能技術(shù)下的無(wú)人化開采技術(shù)是今后煤礦綜采工作面實(shí)現(xiàn)無(wú)人化開采的發(fā)展方向，但是當(dāng)下這項(xiàng)技術(shù)處于研究階段，還需要相關(guān)人員進(jìn)行深入研究，才能真正意義上實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面無(wú)人化開采。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上，為了實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面安全生產(chǎn)，無(wú)人化開采無(wú)疑是最佳選擇。但是無(wú)人化開采技術(shù)在煤礦綜采工作面開采中的有效應(yīng)用，尚處于起步階段，仍然受到多方面因素的制約，需要專業(yè)技術(shù)人員加大研究力度，為煤礦綜采工作面無(wú)人化開采提供完美技術(shù)的支撐。只有這樣，才能確保煤礦綜采工作面開采安全進(jìn)行。