我國(guó)智能化采煤技術(shù)現(xiàn)狀及待突破關(guān)鍵技術(shù)分析

摘 要：智能化時(shí)代背景下，智能化技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，將智能化技術(shù)和煤礦開(kāi)采相結(jié)合，有助于創(chuàng)新煤礦開(kāi)采的形式，提高煤礦開(kāi)采的質(zhì)量和效率。“互聯(lián)網(wǎng)+”以及大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)，在諸多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，大大的改變了人們的生活以及生活的方式，煤礦資源作為滿足人們生活以及工作需求的關(guān)鍵性能源，在前期的開(kāi)采環(huán)節(jié)，需要提高開(kāi)采的效率，保障開(kāi)采的安全性，這就對(duì)智能化開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用需求大大提高。

關(guān)鍵詞：智能化采煤;煤礦開(kāi)采;開(kāi)采技術(shù)

智能化的煤礦開(kāi)采技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)綜合開(kāi)采設(shè)備的全自動(dòng)化操作，從而達(dá)到可視化遠(yuǎn)程控制狀態(tài)。我國(guó)對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)的智能化研究開(kāi)發(fā)，已經(jīng)有了很大進(jìn)步和發(fā)展，特別是十二五以來(lái)，我國(guó)不斷從技術(shù)先進(jìn)國(guó)家引進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并加以學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上不斷研究創(chuàng)新，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采技術(shù)的智能化。

1煤礦智能化開(kāi)采的需求

煤礦資源的開(kāi)采過(guò)程中，傳統(tǒng)的方式主要是以人力資源為主，但是在煤礦開(kāi)采中存在的安全隱患也比較大，常常在煤礦開(kāi)采中發(fā)生安全事故，造成人員傷亡。煤礦生產(chǎn)中的安全措施雖然愈來(lái)愈完善，但由于煤礦水以及瓦斯等因素的不確定性，仍然對(duì)煤礦開(kāi)采的安全造成了很大的威脅。受到煤礦開(kāi)采而帶來(lái)的人員傷亡安全事故不時(shí)發(fā)生，給人們的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全造成不可挽回的損失。面對(duì)這一現(xiàn)狀，煤礦開(kāi)采中對(duì)智能化關(guān)鍵核心技術(shù)的應(yīng)用需求不斷增高，煤礦生產(chǎn)中采用智能化技術(shù)，能大大減少人員的參與，這對(duì)保障煤礦開(kāi)采的質(zhì)量有著積極意義，能最大程度減少人員的傷亡損失，提高煤礦開(kāi)采生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

2智能化采煤技術(shù)應(yīng)用措施

2.1智能控制液壓支架

液壓支架是采煤工作面的一項(xiàng)重要內(nèi)容，目前對(duì)于采煤工作面來(lái)說(shuō)，液壓支架在具體應(yīng)用期間能夠采用采煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)支護(hù)動(dòng)作和自動(dòng)推進(jìn)，液壓支架在具體應(yīng)用期間的智能控制主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）采用計(jì)算機(jī)程序控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的人工控制方式，通過(guò)對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)移架。液壓支架傳感器在具體運(yùn)行期間將液壓支架位姿態(tài)信號(hào)及時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)，然后通過(guò)對(duì)電液閥控制液壓支架，達(dá)到最終作業(yè)的目的。（2）綜采工作面液壓支架能夠依據(jù)采煤機(jī)截割位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移架、自動(dòng)噴霧、單架控制等多項(xiàng)功能。如果在進(jìn)行采煤時(shí)，若工作面地質(zhì)整體情況發(fā)生了顯著改變，通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行應(yīng)用，采取人工方式對(duì)液壓支架進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，從而保證液壓支架在運(yùn)行時(shí)能夠采取自動(dòng)化方式完成相應(yīng)操作。（3）在進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，如果遇到作業(yè)面煤壁片幫，或者頂?shù)装逅绍泦?wèn)題時(shí)，采用的自動(dòng)跟機(jī)在運(yùn)行時(shí)，受多項(xiàng)因素影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)護(hù)板整體支護(hù)效果較差，支架胎底動(dòng)作無(wú)法順利進(jìn)行等問(wèn)題，以上問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致移架接后，大量的煤堆積在架前，會(huì)發(fā)生扭架問(wèn)題，這會(huì)對(duì)煤礦開(kāi)采作業(yè)的進(jìn)行造成不良影響，不僅會(huì)降低煤礦開(kāi)采效率，甚至?xí)l(fā)安全事故，會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。針對(duì)這一問(wèn)題，要將行程傳感器和壓力傳感器安裝在采高作業(yè)面支架一級(jí)防護(hù)幫鉸接處，自動(dòng)移架增設(shè)了自適應(yīng)控制功能，能夠完成各項(xiàng)工作開(kāi)展的合理控制。（4）煤層頂?shù)装鍍A角較大作業(yè)面進(jìn)行采煤時(shí)，受周?chē)h(huán)境影響，具體采煤期間，容易導(dǎo)致液壓支架在應(yīng)用時(shí)發(fā)生傾斜、錯(cuò)位、擠咬等多項(xiàng)問(wèn)題，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生倒架事故，這將會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，以及人員傷亡。而采用智能協(xié)調(diào)液壓支架，由于支架上安裝了傾角傳感器，通過(guò)對(duì)其的應(yīng)用，利用在線方式感應(yīng)傾斜參數(shù)，將調(diào)斜液壓千斤頂安裝在支架底座，若液壓支架出現(xiàn)在過(guò)山或退山時(shí)，通過(guò)自動(dòng)方式升起支架底座傾倒側(cè)采用的千斤頂，同時(shí)，要與降架作業(yè)的開(kāi)展相互配合，完成上述作業(yè)后，對(duì)采用的支架進(jìn)行調(diào)整，讓其迎接山頂，能夠更好的完成煤礦開(kāi)采作業(yè)[5]。此外，煤礦開(kāi)采期間，液壓支架在推移期間誤差會(huì)不斷累積，從以往煤礦開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，切割三個(gè)循環(huán)，煤壁平直度就會(huì)發(fā)生彎曲，此時(shí)，必須要停止開(kāi)采作業(yè)，要對(duì)支架位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)直線度進(jìn)行校正處理。從現(xiàn)階段我國(guó)煤礦開(kāi)采的整體情況來(lái)看，液壓支架調(diào)直通過(guò)采煤機(jī)慣導(dǎo)定位、激光雷達(dá)掃面不同方式，精準(zhǔn)測(cè)量刮板輸送機(jī)彎曲度，在具體作業(yè)期間，全面配合自身位移反饋和差值計(jì)算法，完成對(duì)液壓支架具體排列情況的調(diào)直處理。（5）煤礦開(kāi)采時(shí)，支架處于正常支撐狀態(tài)，頂板在采煤時(shí)一旦發(fā)生松動(dòng)現(xiàn)象將會(huì)導(dǎo)致立柱下腔壓力低于設(shè)定值，此時(shí)電力控制系統(tǒng)在運(yùn)行期間，會(huì)通過(guò)自動(dòng)方式發(fā)送提升柱值，進(jìn)而將完成對(duì)壓力的合理補(bǔ)充，直到該壓力大小達(dá)到初撐力為止。（6）在作業(yè)面巷道上構(gòu)建液壓支架集中控制中心，控制中心合理的融入了互聯(lián)網(wǎng)、通信、遠(yuǎn)程控制等不同類(lèi)型技術(shù)，形成了機(jī)液壓支架子自動(dòng)調(diào)控、自動(dòng)移動(dòng)、自動(dòng)調(diào)斜、自動(dòng)調(diào)直等各項(xiàng)內(nèi)容都集中在一體的監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠通過(guò)遠(yuǎn)程方式對(duì)作業(yè)面液壓支架的全面監(jiān)控。

2.2加強(qiáng)綜采工作面找直技術(shù)

在煤炭實(shí)際開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，煤炭表面的平整度以及液壓支架的直線度對(duì)綜采工作面是否穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這會(huì)直接導(dǎo)致產(chǎn)出質(zhì)量以及產(chǎn)出效率，從而影響企業(yè)效益。因此，在實(shí)際煤炭開(kāi)采工作中，為了使綜采工作面的智能化以及開(kāi)采工作運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性都得到進(jìn)一步的提升，就需要對(duì)綜采工作面的找直技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化并加強(qiáng)。通過(guò)對(duì)綜采工作面找直技術(shù)的優(yōu)化，并利用自動(dòng)化的巡邏檢查設(shè)備、導(dǎo)航儀以及熱成像儀等設(shè)備儀器，來(lái)實(shí)現(xiàn)井下采礦作業(yè)全流程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，原煤炭礦石周?chē)沫h(huán)境等信息進(jìn)行收集、加工、處理以及分析，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)最終匯總得出的結(jié)論，來(lái)控制綜合工作面自動(dòng)修正找直，從而提高整個(gè)采礦的工作效率以及產(chǎn)出質(zhì)量。

2.3遠(yuǎn)程操作控制管理系統(tǒng)的優(yōu)化

對(duì)于煤炭企業(yè)的井下開(kāi)采工作來(lái)說(shuō)，優(yōu)化遠(yuǎn)程操作控制管理系統(tǒng)就顯得十分重要。該系統(tǒng)的優(yōu)化不僅可以提高井下施工作業(yè)的安全問(wèn)題，還可以提高遠(yuǎn)程人員對(duì)綜合作業(yè)面進(jìn)行人工干預(yù)的效率，所以，在對(duì)遠(yuǎn)程操作控制管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程當(dāng)中，可以更新快捷操作界面，當(dāng)遇到緊急情況或問(wèn)題時(shí)，地面操作人員通過(guò)該快捷操作界面可以根據(jù)具體問(wèn)題或具體情況快速找到對(duì)應(yīng)的操作按鈕，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)緊急問(wèn)題或突發(fā)情況做出快速反應(yīng)，降低安全事故的發(fā)生概率，減少企業(yè)不必要成本的支出。例如：當(dāng)液壓支架出現(xiàn)丟架或是漏推等情況時(shí)，該操作控制管理軟件可以快速做出反應(yīng)并觸發(fā)報(bào)警模式，地面相關(guān)的工作人員接收到報(bào)警信息后可以根據(jù)快捷操作界面快速找到應(yīng)對(duì)該狀況的處理按鈕，對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行快速處理，并對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果是缺架問(wèn)題，可以通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)架，從而使得設(shè)備能夠正常運(yùn)作，提高煤炭的開(kāi)采效率。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，可以看出，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，云技術(shù)、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，煤炭行業(yè)如果想恢復(fù)改革開(kāi)放時(shí)期的繁榮景象，就必須緊跟時(shí)代步伐，運(yùn)用大數(shù)據(jù)，結(jié)合云技術(shù)將智能化技術(shù)運(yùn)用到開(kāi)采工作當(dāng)中。因此，對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，管理層要意識(shí)到智能化開(kāi)采技術(shù)的重要性，然后積極并大力鼓勵(lì)提倡煤炭的智能化開(kāi)采，并對(duì)煤炭開(kāi)采智能化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)創(chuàng)新，從而使企業(yè)緊跟時(shí)代潮流，提高企業(yè)煤炭開(kāi)采的工作效率，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

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