綜采工作面智能化技術發展

（山西華陽新材料科技集團有限公司 山西 045200）

引言

目前，我國各大行業都在不斷地升級和改革，并通過將互聯網技術融入各個行業內部來更好地擴大智能化技術應用的范圍，最終才能夠提升各行業發展的速度。如果將智能化技術融入我國傳統的煤礦業，不僅能夠讓煤礦開采的效率更高，更能夠減少礦井環境對人員產生的傷害。綜采工作面技術從機械化到無人化將會經歷四個重要的階段。

1.綜采自動化技術發展現狀

我國煤礦綜采自動化技術已經經歷了多年的發展，多種技術也已經實現了突破，多種綜采工作面控制裝備也正慢慢朝著智能化的方向發展。當智能化技術被融入綜采工作面內部時，自然就可以實現煤礦工作面的自動化控制和遠程遙控，并更好地實現綜采工作面的三級網絡管理。多數綜采工作面內部的智能化系統確實可以根據運輸系統的變化和工作中的地質環境來更好地調控采煤機的生產能力，并通過覆蓋工作面網絡來讓工作面內部的通訊、視頻和語音內容更好地融合在一起，最終保證工作面的高效生產。

2.綜采工作面智能化技術和裝備的發展進展

只有讓各種技術和設備都納入其中才能夠更好地實現綜采工作面智能化發展。這樣不僅可以讓綜采設備內部的定位技術和感應技術更好地發揮作用，更能夠將調控技術、視頻圖像處理技術和其他多種技術更好地融合在一起。圖1顯示了綜采工作面智能化控制總體結構。

圖1 綜采工作面智能化控制總體結構圖

3.綜采工作面智能裝備

只有研制智能化程度較高的綜采設備才能夠實現設備的智能化控制。雖然我國煤礦綜采設備廠商已經經過了多年的革新，但是離智能化技術確實還有一定的差距，因此需要通過改造原有的設備來增強新設備的智能化功能。目前，綜采工作面智能裝備主要包括如下幾點內容：

(1)智能液壓支架

多數支架后面都會附著合適的電液控制系統，但是這樣的系統沒有能夠融合到液壓支架內部。因此，需要在未來剛開始設計液壓支架時就將傳感器、控制器和支架機械更好地融合在一起，最終才能夠形成機電一體化的產品。這樣不僅有效地降低了支架本身的成本，更提升了支架自動化的程度。

先在監控中心內部設置一臺進行遠程操控的操作臺，并通過借助電液控計算機主界面和視頻界面為基礎來直接控制液壓支架。隨著越來越多的電液控制系統不斷地普及，支架和采煤機也能夠實現自動操作。因此，目前支架的遠程控制需要以液壓支架為主體，再以人工干預為輔。但是，常規的液壓支架在升降之后會導致工作面不能夠達到基本的要求。因此，只有通過判斷每一臺支架在工作面中所處的位置才能夠實現工作面支架的找直。

(2)智能刮板輸送機

只有更好地檢測常規刮板輸送機的直線度才能夠讓運煤的效率變得更高，注意讓采煤機支撐的部件保持一定的平整度。更需要在合適的實際檢測和控制支架之間的相對位置。也只有通過研究刮板輸送機自身的位置才能夠防止機器出現上竄下跳的現象。

(3)信息傳輸和連接

隨著時代的不斷發展，信息傳輸的速度其實一直都在加快。只有加快信息的輸入和輸出才能夠讓煤礦行業更好地向前發展。如果要在綜采工作面上建立合適的信息系統，一定要將平臺上各個環節都掌握在內才能夠提升開采煤礦的效率和質量。高質量的軟件傳輸平臺會借助電力載波和光纖來進行傳輸。同時，在井下作業時，重點是借助無線網來傳輸信息。目前，只有將信息傳輸和采煤系統更好地結合在一起才能夠提升采煤工作的質量。

4.煤礦綜采工作面發展過程中的問題

(1)不存在統一的平臺

常規的煤礦綜采工作面信息網絡只能夠借助數據來傳輸視頻信息，但是傳輸的信息也不夠全面。正因為沒有統一的通信平臺，所以各個系統之間的資源無法實現共享，綜采設備之間的數據也就無法融合在一起。

(2)綜采工作面內部存在上躥下跳的問題

多數煤礦綜采工作面內部的煤層非常復雜，刮板輸送機更會沿著綜采工作面不斷地滑動，所以也就使得刮板機和轉載機內部的距離不確定，最終誘發諸多煤礦安全問題。

(3)工作面無法自動找直

雖然國外在綜采工作面找直方面取得了一定的成果，甚至也全面地運用了LASC技術，從而讓找直功能在綜采工作面內部發揮更大的作用。但是，多數綜采工作面內部的自動化測量技術具備一定的距離感和位移感，其精度并沒有達到測量的要求。圖2為工作面找直測算的過程。

圖2 工作面找直測算

5.未來綜采煤礦發展的趨勢

針對綜采工作面存在的上述問題，可以推斷出未來綜采煤礦發展的趨勢如下：

(1)智能采煤設備

未來，越來越多的智能采煤設備會被運用于煤礦綜采設備內部，專業人員可以根據采煤實際的需求來更好地切換工作的模式，并借助傳感器來收集相應的支架位置關系，這樣才能夠更好地預測每一架采煤機運行的具體軌跡，其他設備也能夠與采煤機更好地配合在一起。

此外，智能采煤設備內部的監控系統可以在第一時間反饋采煤機內部的具體信息，并更好地找準采煤機工作的狀態和自身的位置。綜采工作面內部的中心控制平臺可以根據實際情況來給采煤機下達合適的命令，最終讓采煤的過程變得更加安全。事實也證明，智能采煤設備確實可以解決綜采工作面中統一工作平臺的問題。

(2)智能液壓支架

多數智能液壓支架的存在可以解決綜采內部液壓支架無法更好地控制系統的重要問題，最終才能夠讓電液系統更好地融入液壓支架結構內部。更多的設備控制器、傳感器和機械結構就可以有效地結合在一起，綜采工作面內部會朝著機電一體化的方向不斷地發展。而只有將液壓支架遠程控制臺融入監控中心內部，再讓遠程控制臺控制液壓支架，最終才能夠提升采煤機運作的水平。實踐中，液壓支架更可以和采煤機有效地結合在一起。只有借助智能平臺來有效地控制液壓支架才能夠更好地滿足工作的總體要求，并在實現支架找直之后提升支架自身的作用。

(3)視頻監控技術

可以通過運用視頻監控技術創造出一個三維采煤的環境。在這樣一個三維采煤環境中，不僅工藝設備可以更好地進行工作，操作人員也可以借助這樣一項技術來獲得設備信息和人員信息，真正意義上實現人機互動。

視頻監控系統還能夠在第一時間識別物體運動的狀態、物體種類和其他設備信息，并在模擬設備運行規律的基礎上確定一個合適的空間狀態，最終也就能夠形成一個合適的虛擬空間。后續采煤的工作中不僅可以獲得更全面的數據，更能夠顯示采煤的整個過程，以便更好地優化整個生產的流程。

6.結束語

隨著煤礦行業內部的工業化和信息化不斷地融合在一起，只有通過加快煤礦智能建設才能夠讓煤礦科技更好地實現創新發展。不僅人才的素質能夠有所提升，高智能化和高信息化的裝備也會迎來黃金發展時刻。國外少量地質條件較好的礦井內部已經實現了智能化的無人開采，采煤生產班工作面巷道控制中心內部甚至可以不配置值班人員。因此，相信將來我國綜采設備勢必會結合科技發展規律朝著高智能和高信息的方向不斷發展，無人化開采指日可待。