煤矿综掘智能化开采技术研究

煤矿综掘智能化开采技术研究

李吉军

山东新查庄矿业有限责任公司   山东   271612

摘要：随着科技水平的提升，促进煤矿综掘智能化开采技术的快速发展。智能化已经成为当前多个行业和领域的发展趋势，借助先进的电子信息和计算机系统能够实现对生产工作的自主控制和智能化判断，从而及时发现生产中存在的各种隐患和问题，保障生产工作的安全和质量。将智能化的相关技术和原理应用到煤矿综采工作面，通过推动煤矿开采技术智能化，促进煤矿生产质量效率的提高，对保障煤矿生产安全具有积极的意义。

关键词：煤矿开采；综掘工作面；智能化技术

引言

随着我国经济社会的持续发展，各类制造产业对煤炭资源需要量增加的同时也越来越关注煤炭开采工作的质量和安全问题。在这样的社会背景下，综掘面作为煤矿开采工作中的重要内容，同时也是煤矿开采安全事故的高发地点，提高其智能化开采技术的应用效果不仅能够在很大程度上提高煤炭开采工作的实际开采效果，同时还可以有效保证煤矿中工作人员的人身安全，因此越来越受到行业内相关人士的重视。

1煤矿综采工作面智能化发展的意义

煤矿综采工作面的智能化发展，强调在现有煤矿开采自动化系统和技术原理的基础上，引进更先进的智能化技术原理，实现煤矿开采作业的无人化，在减少人力、物力消耗的同时，有效提升开采作业的效率。煤矿开采技术的智能化有高效率和安全性好的特点。高效率主要是指智能化开采技术的应用是建立在所有煤矿开采作业流程自动化基础上的，不仅能够减少人对煤矿生产作业的干预，减少人为失误，也能够满足高强度的开采作业需求，从而提升煤矿开采作业的效率。安全性则主要是指在实现整个煤矿开采过程无人化和自动化的情况下，不仅井下工人数量减少，生产过程实现自动化控制或远程控制，也能够更及时地发现开采作业中可能存在的安全事故，从而有效保障人员的生命安全。

2煤矿综采工作面智能化开采技术应用的具体分析

2.1视频监控技术

视频监控技术就是借助信息化技术建立相应的视频监控平台，从而对各项采煤设备进行实时监控和控制管理，确保开采高效和安全。在实际开采作业过程中，可以利用视频监控技术建立一个虚拟三维开采环境，在该系统中相关操作人员可以依据虚拟环境和模拟来获取整个矿区相关设备和各个区域的作业信息，进而对整个工作环境进行相应的监管和操控，从而大大提高整个综采工作面的工作效率、精准性与科学性。同时，该系统可以进行设备的模拟运行，收集识别处理传输各种信息集，使管理人员对设备在某个工作环境的工作状态有更深刻的了解，并且通过远程监控管理可以显著降低故障频率，降低维修成本并使各设备时刻都能保持在高效运行状态。因此合理运用视频监控技术能够使整个煤矿综采工作向着更加智能化的方向前进。

2.2液压支架全自动控制技术

在实现液压支架跟机自动化运行的基础上，采用液压支架运行视频监控技术，在复杂情况下对液压支架运行状态进行人工控制，保证在一些复杂情况下液压支架的可靠运行。液压支架全自动控制技术是以采煤机的运行位置和方向作为控制量，基于编写的特定控制程序实现运行状态的调整，例如自动移架、多架和单架控制等。

2.3实时管控协议技术

考虑到煤层开采中通常需要远距离控制设备，为实现实时监控煤矿开采作业，可以应用实时管控协议技术。为尽可能减少开采作业过程中的大量视频文件传播，应借助监控设备，尽可能将视频的延迟传播时间控制在40ms左右。由于煤矿综采工作面长时间处于拉伸状态，可以选择在滑板轨道交通安装承载链、铺设黏结剂，采集工作面支撑位置的数据信息，并依据采集到的信息制成视频。在这一过程中，应用实时管控协议技术，能够发挥数字视频控制系统的作用，借助互联网高效传输视频。此外，要根据煤矿综采工作面实际情况，选择合适的拍摄相机容量。借助扭转型触摸板来进行视频数据传输，无须布线，但在数据传输过程中，需要进行传输、编码、解码以及数字化等一系列操作，容易产生200ms以上的延迟。基于此，需要在充分考虑当前煤矿综采工作面实际开采情况的前提下，对实时管控协议技术在捕获、传输以及演示等方面进行改进和优化调整。

2.4位置监测技术

一般在实际开展采煤作业之前，相关专业人员会先对整个煤矿的具体环境和各种数据进行分析，并针对煤矿相关位置进行监测工作。目前使用比较广泛的是惯性导航技术，这项技术可以有效监测并分析出采煤机放置的合理位置。不过在实际操作时只靠惯性导航技术无法实现精准测量，容易出现较大的误差，因此需要结合位置监测技术进行微调优化，实现更加精确的数据分析和位置模拟。尤其是在综采工作面比较大的情况下，运用2种技术可有效保证采煤机位置的精确性，同时使采煤工作效率得到保障。

2.5工作面自动找直技术

通过激光调直技术和移动巡检技术完成对工作面液压支架和刮板输送机直线度的自动调整。基于激光传感技术研发应用了激光对位传感器，根据相邻支架的位移状况实现工作面找直控制；同时，研发应用工作面固定移动巡检装置，集成惯性导航、高清摄像和热成像等功能，实现工作面自动找直，也为滚筒透尘可视化和高清全景视频监控奠定基础。综上所述，目前智能化综采工作面使用的都是智能化设备，这些设备具有感知能力、学习能力和决策能力，在特定的条件下可以实现无人化开采。以远程视频监控为基础，实现了工作面回采的全程可视化控制，使得开采的智能化水平大幅度提高。由于煤矿井下情况比较复杂，目前智能化生产多是远程控制开采，即在巷道控制中心和地面控制中心控制采煤机进行生产。

3如何提高煤矿综掘智能化开采技术的运用效率

煤矿企业在对综掘面智能化开采技术进行方案创新设计的过程中，一定要注重对视频监控智能化技术进行更加全面的分析，要重点对智能化技术在提高综掘面开采工作质量与效率提高的方面进行分析总结，从而使综掘面智能化开采技术的运用效果能够充分满足煤矿生产工作的精准开采要求。同时要对综掘面的具体环境进行更加精准的研究。并在视频监控技术的运用过程中对监控设备的晃动情况，监控场景的粉尘量以及远程视频的实际效果进行全面分析，为智能化综掘面开采技术的科学运用提供较强的数据支持。在运用了综掘面智能化开采技术后，传统的煤矿开采工序已经不再适用，因此其也要积极结合自身的开采情况，设计更加科学且创新的开采工序。在完善的过程中，工作人员要将煤矿的煤壁作为重点关注对象，结合所运用的智能化开采技术对煤矿巷道的实际情况加以分析，使开采工序的实际设计情况与煤矿综掘面各项开采技术实际运用需求相符，尽可能满足综掘面开采技术的运用要求。同时，在智能化开采技术的实际运用过程中，一定要对其各功能模块的特点进行全面的分析，尤其是一些重要的参数以及数据资源，这样才能确保掘进面的具体开采需求得到充分满足。此外，掘进面的地质条件也是智能化技术运用过程中需要重点勘探的内容，综掘面的水源与瓦斯情况往往是影响智能化开采工序的重要因素。

结语

智能化开采是煤炭行业的发展方向和必然趋势。随着越来越多的先进技术和工艺应用于煤炭开采之中，煤矿综采生产的产量和效率也获得了极大的提高。虽然工作面环境会对采煤效率造成巨大影响，但毋庸置疑设备和技术是影响综采工作面作业效率的主要因素。因此，合理运用智能化技术和相关系统，提高综采工作面自动化水平，实现创新发展，便是煤炭行业的发展方向。

参考文献

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[2]郭伟.5G+煤矿综采工作面智能化开采技术与设备应用探析[J].自动化应用，2022（12）：46-48，51.

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