煤礦智能化開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新

杜寧

摘? 要：煤炭作為自然界中的基礎(chǔ)能源，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的影響，我國(guó)本身就是煤炭開(kāi)采大國(guó)，為推進(jìn)社會(huì)的快速發(fā)展，致使我國(guó)煤炭資源的儲(chǔ)量逐漸枯竭，而且在煤炭資源的開(kāi)采上經(jīng)常出現(xiàn)塌方的報(bào)道，為我國(guó)煤炭的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)諸多弊端，為了合理開(kāi)采煤炭資源，應(yīng)結(jié)合智能化開(kāi)采技術(shù)，利用智能自控系統(tǒng)降低人工開(kāi)采的風(fēng)險(xiǎn)，提升煤炭開(kāi)采的效率和安全指數(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能化;開(kāi)采技術(shù);創(chuàng)新;管理

根據(jù)十三五會(huì)議召開(kāi)的重大指示，煤炭開(kāi)采企業(yè)要加大智能技術(shù)的投入，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)煤炭開(kāi)采進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，有效縮減人工開(kāi)采成本，在開(kāi)采的過(guò)程中根據(jù)人機(jī)結(jié)合的模式，加大對(duì)煤炭開(kāi)采的監(jiān)管力度，通過(guò)開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)煤炭勘探流程進(jìn)行升級(jí)，煤炭智能化技術(shù)的應(yīng)用加快我國(guó)煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，為智能化的作業(yè)流程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，煤炭的開(kāi)采集中在井道的安全系數(shù)，智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以快速識(shí)別井道安全隱患。

1 智能化開(kāi)采技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 液壓支架全工作面采用自動(dòng)化與遠(yuǎn)程人工干預(yù)技術(shù)

該技術(shù)主要依據(jù)電液控制系統(tǒng)與液壓支架視頻相結(jié)合的方式，通過(guò)監(jiān)控中心遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)來(lái)對(duì)液壓支架進(jìn)行人工干預(yù)，幫助液壓支架在復(fù)雜環(huán)境下的自動(dòng)化運(yùn)作。在這其中，自動(dòng)跟機(jī)技術(shù)是較為重要的技術(shù)，其主要是指以綜合開(kāi)采工作面液壓支架以及采煤機(jī)的運(yùn)行方向?yàn)榛A(chǔ)，借助電液控制技術(shù)來(lái)跟隨采煤機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化操作，包括自動(dòng)移架、自動(dòng)噴霧、自動(dòng)推刮板輸送機(jī)等功能。

1.2 智能記憶截割技術(shù)

智能記憶截割技術(shù)通過(guò)自控系統(tǒng)，對(duì)煤塊進(jìn)行自動(dòng)截割，先通過(guò)預(yù)設(shè)人工模式數(shù)據(jù)，自動(dòng)化采煤機(jī)進(jìn)行示范學(xué)習(xí)，記憶采煤截割的動(dòng)作數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化循環(huán)割煤記憶。采煤機(jī)采用高軸編碼器實(shí)現(xiàn)割煤高度的自主定位，通過(guò)割煤位置的傳感裝置進(jìn)行感應(yīng)信號(hào)傳導(dǎo)，自動(dòng)控制采煤機(jī)進(jìn)行頻率形同的割煤動(dòng)作，降低人工采煤的人力成本，智能化截割技術(shù)和人力割煤相比可有效緩解挖煤動(dòng)作給身體造成的負(fù)荷影響，但技術(shù)人員要按時(shí)檢查內(nèi)部系統(tǒng)的運(yùn)行效果，保證采煤作業(yè)的順利進(jìn)行。

1.3 工作面視頻監(jiān)控技術(shù)

在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)對(duì)工作面進(jìn)行視頻監(jiān)控，煤井地下的控制中心與地上的指揮中心進(jìn)行通訊的連接，保障開(kāi)采作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，地下和地上指揮中心構(gòu)成綜合的監(jiān)控單位，實(shí)現(xiàn)開(kāi)采環(huán)節(jié)的全面監(jiān)管，用煤井工作面的監(jiān)控錄像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械開(kāi)采運(yùn)行的情況，提高工作面可視化監(jiān)管，提升井下的安全系數(shù)，相關(guān)管理人員在下井檢查時(shí)，可以規(guī)避安全隱患點(diǎn)，保障設(shè)備和人員的安全。

1.4 綜采自動(dòng)化集中控制技術(shù)

在當(dāng)前的煤礦智能化開(kāi)采過(guò)程中，很多單位都已經(jīng)構(gòu)建了一套完整的綜采自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜采工作中主要設(shè)備的全面控制，如：對(duì)采煤機(jī)、供電設(shè)備、液壓支架、供液設(shè)備等。同時(shí)，借助合理的施工工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下巷道的監(jiān)控系統(tǒng)與地面指揮控制中心系統(tǒng)集中控制的綜采自動(dòng)化集中控制模式，該技術(shù)的使用不僅實(shí)現(xiàn)了煤礦綜采的自動(dòng)化，同時(shí)也加強(qiáng)了井下工作面的可視化，在很大程度上提升了井下作業(yè)的效率和質(zhì)量。

1.5 實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)

主要通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控來(lái)探測(cè)煤井內(nèi)部的環(huán)境變化，結(jié)合傳感設(shè)備將監(jiān)控畫(huà)面?zhèn)鬏斨恋厣系闹笓]中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每層的變化和切割的情況，對(duì)支架的運(yùn)行情況進(jìn)行可視化檢修，采用遠(yuǎn)程干預(yù)控制切割層面到頂板層面的安全。在雨季豐富的時(shí)節(jié)，大量的雨水沖刷井道，破壞煤層的主體結(jié)構(gòu)，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)井下的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，保證切割機(jī)的安全性，井下的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行畫(huà)面采集，對(duì)機(jī)械運(yùn)行的狀態(tài)可隨時(shí)進(jìn)行畫(huà)面切換，提高監(jiān)管的全局把握，操作人員通過(guò)畫(huà)面對(duì)切割的高度進(jìn)行合理調(diào)整，為智能化開(kāi)采提供可行的把控依據(jù)。

2 智能化開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新和管理

為促進(jìn)煤礦開(kāi)采效率的進(jìn)一步提升，加強(qiáng)智能化開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新和管理是必要的。

2.1 開(kāi)發(fā)機(jī)架協(xié)同割三角煤工藝

為提高智能技術(shù)的創(chuàng)新，采用開(kāi)發(fā)機(jī)架模式，進(jìn)行三角煤的切割，傳統(tǒng)的三角煤切割，利用液壓支架與采煤機(jī)傳感模式進(jìn)行煤塊切割，但由于井下的傳感信號(hào)有時(shí)薄弱，造成信號(hào)發(fā)出的信息不能被快速接收，造成采煤機(jī)與支架運(yùn)行配合不到位，降低煤塊開(kāi)采的速率，而三角煤工藝同機(jī)架協(xié)同模式，提高采煤機(jī)和機(jī)架信號(hào)的傳導(dǎo)接收能力，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換，保證采煤作業(yè)的有序進(jìn)行，新型的三角采煤工藝規(guī)避了采煤速度的等待和協(xié)調(diào)速度矛盾，共同推進(jìn)采煤工序流程的效率。

2.2 優(yōu)化遠(yuǎn)程操控管理系統(tǒng)

在對(duì)井下采煤作業(yè)進(jìn)行管理的過(guò)程中，遠(yuǎn)程操控管理系統(tǒng)的優(yōu)化是十分重要的，其不僅能夠提高安全性，同時(shí)也能夠促進(jìn)遠(yuǎn)程干預(yù)效率的進(jìn)一步提升。因此，筆者建議在遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)優(yōu)化的過(guò)程中，可以適當(dāng)增加快捷操作界面，特別是對(duì)液壓支架的快捷操作和監(jiān)控界面。比如：當(dāng)液壓支架出現(xiàn)漏推、丟架等現(xiàn)象的時(shí)候，相關(guān)監(jiān)控軟件能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，監(jiān)控人員可以根據(jù)報(bào)警信息的實(shí)際情況來(lái)選定操作對(duì)象，進(jìn)而對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題之處進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)遠(yuǎn)程快捷操控來(lái)完成自動(dòng)補(bǔ)架操作，以此來(lái)保證液壓支架系統(tǒng)的正常運(yùn)作，提高智能化開(kāi)采的效率。

2.3 加強(qiáng)工作面自動(dòng)找直技術(shù)

工作面的直線穩(wěn)定性直接影響煤壁和液壓支架的直線水平，為有效提高綜合采煤技術(shù)，可以通過(guò)截割面自動(dòng)找直技術(shù)控制采煤機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可以利用熱成像技術(shù)對(duì)煤壁的平面進(jìn)行自動(dòng)找直，通過(guò)自動(dòng)巡檢技術(shù)對(duì)井下煤壁的情況進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)導(dǎo)航技術(shù)智能鎖定不平整區(qū)域，利用遠(yuǎn)程人工干預(yù)模式，對(duì)不平整的壁面進(jìn)行切割，提高機(jī)架與采煤機(jī)找直的傳感信號(hào)接收，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息處理，直接反映井下圍巖的狀態(tài)和機(jī)械的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)找直的調(diào)整和修正。

2.4 創(chuàng)新綜采智能化管理平臺(tái)

在煤礦智能化開(kāi)采技術(shù)的管理工作中，應(yīng)當(dāng)要加強(qiáng)創(chuàng)新綜采智能化管理平臺(tái)。在開(kāi)發(fā)智能化管理平臺(tái)的過(guò)程中，需要借助大數(shù)據(jù)技術(shù)、云技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，構(gòu)建綜采智能化管理平臺(tái)。在管理平臺(tái)中，需要完善各個(gè)模塊，包括對(duì)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀況的分析功能、監(jiān)控功能、故障診斷功能、自動(dòng)化操作功能、各項(xiàng)生產(chǎn)狀況監(jiān)測(cè)功能、環(huán)境監(jiān)測(cè)功能等，對(duì)整個(gè)煤礦開(kāi)采工作進(jìn)行全周期、精細(xì)化的智能管理。在綜采智能化管理平臺(tái)運(yùn)行的過(guò)程中，管理人員以及相關(guān)技術(shù)人員可以隨時(shí)通過(guò)智能終端來(lái)登錄平臺(tái)，實(shí)時(shí)了解煤礦開(kāi)采生產(chǎn)狀況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及井下環(huán)境的監(jiān)測(cè)等，提升開(kāi)采的效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，煤礦智能化開(kāi)采，利用遠(yuǎn)程人工干預(yù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)壁面的平整，減低煤塊坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，利用工作面視頻監(jiān)控技術(shù)，對(duì)采煤機(jī)和機(jī)架的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)掌握，通過(guò)自動(dòng)找直技術(shù)，加強(qiáng)二者之間的傳感效能，有利于煤塊的平穩(wěn)切割。智能記憶截割技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)編碼傳輸，控制中央自動(dòng)系統(tǒng)有節(jié)奏型開(kāi)采煤塊表層，降低人工開(kāi)采成本的投入。

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