关于煤矿综采工作面无人化开采技术分析

王文杰

【摘 要】为了使煤矿开采量得到有效提升，煤炭开采中广泛应用了煤矿综采工作面无人开采技术。当前的煤矿综采无人开采技术由于受到了技术和非技术等多方面因素的影响，还需要从多个方面进行完善和发展^[1]。地质状况比较复杂和协同作业设备等多方面因素的影响，导致综采工作面无人化开采受到严重制约，所以就需要加强对煤矿综采工作面无人化开采技术的研究，对其技术有效应用。

【关键词】综采工作面;煤矿;无人化开采技术

煤炭工作具有很高的危险性，同时工作环境相对恶劣，并且具有严峻的工作形势，在综采工作面经常会出现一些事故，导致煤矿行业存在一定的困境。为了使煤矿开采中人员死亡率减少，最有效的方式就是使煤矿开采区的人员开采减少，甚至实现无人开采的模式，而这种模式对煤矿行业不仅是进步，还面临着一定的挑战，只有实现无人开采，才能使工作人员的生命安全得到保证，使事故的发生得到有效减少^[2]。

一、综采工作面无人化开采概述

综采工作面无人化就是工作面无人，在工作面之外的区域操作和控制相应机电设备，从而使各项工序得以完成，其中主要包括了煤矿的采掘、装卸、运输和支护等，对采空区进行规范化处理，还有就是工作面有人，但是不操作机械设备，只负责对工作面的巡检^[3]。

煤矿综采就是利用综合机械进行煤矿开采，利用相應机械进行煤矿的采掘和装卸，并且通过井下输送机与液压支护进行煤矿的运输和支护，使煤矿开采实现机械化作业。结合实际范围可以将综采工作面分为两种，广义上的回采工作面主要包括了运输巷和回风巷，其中涉及到了大约十四种设备，而狭义的回采工作面包含了刮板输送机、液压支架和端头支架。

综采工作面无人化开采就是依托于智能化和自动化方法，当工作面正常生产时，就会将本来在危险点的工作人员转移到比较安全的地点，对采场进行无人控制和操作，使工作面不会出现任何一个人员。

二、主要的影响因素

（一）环境因素

环境是无人化开采中最重要的一项影响因素，而工作面顶板、地板条件和煤矿压力等多种因素的影响，都会导致工作面的开采受到阻碍。

（二）设备因素

无人化开采对机械设备的要求更高，设备运行过程中不仅需要具备较高的稳定性和安全性，还需要具备一定的自动化功能。例如采煤机需要实现在线检测、故障诊断、记忆割煤等功能，同时无人化开采中还需要对可以实时掌握设备实际运转情况的技术进行合理配置。

（三）技术因素

就当前的情况来说，井下智能化和自动化技术水平相对并不高，其与预期效果仍然存在着一定的距离，所以利用与人类感官和大脑运作方式比较类似的方法，可以实现无人化开采技术的研究。当前仍然在研究和发展矿业智能化技术，其中包括了煤岩识别、煤岩分界和直线度控制等多个方面，因此就使无人化开采的实行和发展受到制约。

（四）人为因素

人为因素在一定程度上会使无人化开采的顺利实行受到影响。由于没有成功的案例，所以多数人都觉得无人化开采是一种设想，无论是技术还是成本，要想真正实现无人化还需要走很长一段路，由于畏惧各项技术要求，从而对更多技术人员的组织比较困难，专项科研的开展受到阻碍，所以造成无人化开采长期停滞不前。

（五）管理因素

在无人化开采应用之后就一定会转变传统的生产结构和管理模式，同时采煤机司机和支架工自身的角色会出现一定变化，他们会从现场操作人员变化为巡检人员，还有可能成为远端控制人员，这不仅对工作人员自身具有一定的考验，还考验了生产管理模式。

三、实现煤矿综采工作面无人化开采的思路与方法

（一）由简单地质条件向复杂地质条件过渡

综采工作面的地质环境经常会比较复杂，这不仅会影响到无人化开采的实现，还会在一定条件下逐渐成为制约因素。所以就需要工作人员在地质条件比较简单的工作面进行试点，对其实行无人化开采，对其经验进行合理总结，同时还要结合实际情况调整技术方案，注重引进各种先进的无人化开采技术，然后再将无人化开采向地质条件相对复杂的工作面过渡，从而不断实现无人化开采的预期目标。

（二）由远程遥控向智能化无人开采发展

工作面无人开采就是以远程遥感为核心，在综采工作面上应用了人类感官等特点，将本来处于危险环境下的人员转移到控制区域，从而在监控中心对各种设备实现操作和控制，使无人化开采得以实现。远程遥控对智能化和自动化技术具有相对较低的实际要求，当一些关键设备不能合理适应时也可以达到预想的目标，但是从总体角度来说，无人化开采以远程遥控为核心，其适应能力不足，当地质条件出现变化时，或者是整个系统中存在设备故障问题，就需要工作人员进入工作面对其设备进行检查，进而进行调整和维修。

而工作面无人化开采中以智能化技术为核心，其在成功研发之后，在井下信息传输技术、设备定位技术等多个方面中得到了应用，使工作面智能控制系统实现了一体化，其系统不仅为无人化开采提供了一定的条件，还在煤矿安全生产中发挥着非常重要的作用，使各个设备连续、高效的运行得到进一步保障，使工作面无人化开采和智能化管理得到有效实现。随着煤矿技术的逐渐进步，煤矿开采在未来涉及到的地质条件会越来越复杂，还会存在比较复杂的机械设备和综采工作面，而合理应用先进的技术成果，可以实现不需要人工干预的综采工作面无人化开采。

四、结束语

综采工作面无人化开采不仅可以使井下事故人员伤亡数量得到有效减少，还可以对工作面超产现象合理遏制。而无人化开采不仅要分析工作面的各项非技术条件，还需要加强井下监控工作，促进通信技术的发展，为无人化开采提供一定的技术作为有效支撑。在早期的无人化开采中主要从简单地质条件向复杂地质条件过渡，其对无人化开采要求的掌握具有重要意义。现阶段煤矿综采工作面无人化开采主要以远程遥感为核心和以智能化技术为核心，而智能化无人开采可以看做是远程遥感无人化开采的延伸，随着矿业技术的逐渐进步，综采工作面开采中智能化无人开采会逐渐成为主流形式。

参考文献：

[1]索智文.煤矿综采工作面无人化开采技术研究[J].工矿自动化，2017，43（1）：22-26.

[2]车勇.煤矿综采工作面无人化开采技术探析[J].科技风，2017（15）：107-108.

[3]任建功.煤矿综采工作面综合机械化开采技术分析[J].能源与节能，2016（9）：127-128.

（作者单位：徐州矿务集团有限公司张集煤矿）