綜采工作面智能化采煤技術(shù)分析

宋鵬

鐵煤集團小青煤礦 遼寧調(diào)兵山 112700

1 綜采放頂煤工作面的智能化開采方案

1.1 綜采自動化控制系統(tǒng)

地面監(jiān)控中心是整個綜采工作的大腦，包含地面計算機工作站、后臺服務(wù)器、遠(yuǎn)程操作臺等組成結(jié)構(gòu)。以地面監(jiān)控中心作為控制系統(tǒng)的核心，構(gòu)建起一套對多種井下工作設(shè)備，更加高效便捷進行地面指揮操作、一鍵暫停/啟動體系。

1.2 信息運算處理系統(tǒng)

計算機煤礦系統(tǒng)軟件、運算模型等構(gòu)件，形成智能化開采設(shè)備的信息運算處理系統(tǒng)，通過多種視頻或音頻監(jiān)測數(shù)據(jù)的運算，為煤礦設(shè)施智能化管理、統(tǒng)一運行調(diào)配等提供幫助[1]。

1.3 工作面視頻、音頻采集傳輸系統(tǒng)

包括礦井下視頻錄像系統(tǒng)、語音通信系統(tǒng)等，組成煤礦開采信息的交互體系。借助于視頻錄像儀、音頻采集裝置，對井下工作面實施全方位、全時段監(jiān)控，其中紅外傳感器可以監(jiān)測到采煤機位置，視頻錄像設(shè)備將搜集采煤機的工作狀況，向地面監(jiān)控中心進行多種采煤數(shù)據(jù)信息的即時傳輸，經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)礦井內(nèi)部工作狀況的輸送。

2 綜采工作面智能化采煤技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能采煤設(shè)備

智能采煤設(shè)備可以根據(jù)實際采煤需求合理切換工作模式，通過傳感器收集采煤機及相應(yīng)支架的位置關(guān)系和工作狀況，從而預(yù)測采煤機的運行軌跡，更好地實現(xiàn)采煤設(shè)備與其他輔助機械的自動化作業(yè)。智能采煤設(shè)備中的監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時有效的反饋采煤機的具體工作信息，包括采煤機的作業(yè)狀態(tài)以及采煤機的位置。中心控制平臺根據(jù)實際工作需要給予采煤機滾筒升降的命令，實現(xiàn)采煤機的遠(yuǎn)程控制提高煤礦開采的安全性。

2.2 智能液壓支架

智能液壓機架解決了綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的問題，使電液控制系統(tǒng)能夠真正融入到液壓支架結(jié)構(gòu)中，將設(shè)備控制器、傳感器以及支架機械結(jié)構(gòu)有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)機電一體化，提高支架的自動化程度。將液壓支架遠(yuǎn)程操控臺設(shè)置到監(jiān)控中心系統(tǒng)中，利用遠(yuǎn)程控制臺對液壓支架的行為進行控制，提高采煤機的自動化水平，使液壓支架可以跟隨采煤機實現(xiàn)自動操控，減少了人力的干預(yù)。而且，通過智能平臺控制液壓支架的升降，可以滿足工作面三平兩直的要求，實現(xiàn)工作面支架的自動找直，保證支架的工作效果[2]。

2.3 高清可視化技術(shù)

在綜采智能化綜采工作面的建設(shè)中，對高清可視化技術(shù)的應(yīng)用，是根據(jù)其工作面的作業(yè)環(huán)境，在進行高清可視化技術(shù)的支持設(shè)備——攝像儀特征對比分析基礎(chǔ)上，通過實現(xiàn)高清云臺攝像儀研制和應(yīng)用，來滿足綜采智能化工作面的高清可視化技術(shù)要求。在高清可視化技術(shù)支持下，綜采智能化綜采工作面開采推進中，能夠?qū)ζ湓诟咔彗R頭支持下的不同色彩度手動與自動切換功能進行支持，并且針對低照度條件下的高清晰度視頻要求也能夠有效滿足。此外，對高清可視化技術(shù)支持下的綜采智能化綜采工作面建設(shè)，還能夠借助其煤礦的井下主控計算機以及視頻圖像接力技術(shù)、追蹤技術(shù)功能，進行視頻畫面與綜采設(shè)備的實時追蹤，從而對綜采智能化綜采工作面的遠(yuǎn)程控制與干預(yù)進行支持。

2.4 工作面的交互式監(jiān)控

在綜采面采煤工作中，采煤機、傳輸機以及液壓式支架作為其具體工作中的重要工具之一，對于采煤工作效率的提高有著極為顯著的作用。而對它們進行交互式監(jiān)控，對于煤炭開采工作的順利進行有著較為直接的影響。通過對相關(guān)施工設(shè)備的交互式監(jiān)控，從而使得煤炭企業(yè)能夠?qū)γ禾块_采工作中的各個環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格管控，從而有效減少施工事故發(fā)生的概率，切實保障工作效率。全局監(jiān)控技術(shù)和坐標(biāo)式測量技術(shù)作為交互式監(jiān)控中主要的兩種監(jiān)控技術(shù)，對于煤炭開采工作狀況的改進有著較為重要的作用。所謂的全景監(jiān)控技術(shù)就是對綜采工作面各個工作點的畫面進行切換和拼接，從而使得有關(guān)管理部門能夠?qū)φ麄€工作面進行全面監(jiān)控，及時調(diào)整工作部署，從而有效提高采煤工作的安全性。坐標(biāo)式測量技術(shù)主要是針對施工設(shè)備的安裝進行監(jiān)控，從而確保設(shè)備安裝的準(zhǔn)確性，有效保證工作效率[3]。

2.5 對工作面設(shè)備的三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)

三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)在綜采智能化綜采工作面中應(yīng)用，能夠通過三維動畫技術(shù)支持，進行工作面作業(yè)開展的三維模型構(gòu)建，并在對工作面各設(shè)備的運行數(shù)據(jù)融合處理下，建立完善的煤礦綜采智能化綜采工作面三維監(jiān)視系統(tǒng)，從而對煤礦工作面的開采情況及有關(guān)數(shù)據(jù)進行實時采集與監(jiān)測分析，滿足煤礦工作面高智能化建設(shè)需求下的實時驅(qū)動功能需求。此外，通過三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持煤礦綜采智能化綜采工作面的三維監(jiān)視系統(tǒng)建立，還能夠?qū)γ旱V工作面開采作業(yè)中的采煤機開采割煤以及支架推溜、煤炭運輸、煤層垮落等變化過程中進行有效展現(xiàn)，為煤礦工作面開采作業(yè)的有效推進提供良好的支持。

3 結(jié)語

智能化技術(shù)作為當(dāng)前采煤技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一，要求煤炭企業(yè)能夠?qū)F(xiàn)有的采煤技術(shù)進行結(jié)合，從而實現(xiàn)采煤智能化的實現(xiàn)。另外，采煤技術(shù)的智能化還能夠有效降低煤炭企業(yè)的人工成本，從而有效提高員工的施工安全，有效提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。