探讨煤矿智能无人采煤技术

周至刚 谢金锁

摘要：无人工作面工程具备非常强的综合性特点。基于煤炭领域的不断进步，人们日益关注煤矿生产的安全以及可持续发展问题。鉴于此，无人采煤技术不断发展。可以说，煤矿智能无人采煤技术属于创新应用一系列科技的结果。为此，本文分析了煤矿智能无人采煤技术的优势、组成部分，以及煤矿智能无人采煤技术的发展措施。

关键词：煤矿;智能;无人采煤;优势;发展

1引言

煤矿井下的两大危险场所是采煤工作面和掘进工作面。因此，工人在生产当中无不受到冲击地压、粉尘、水灾、顶板、地热、火灾、瓦斯等灾害的威胁。为此，探究煤矿智能无人采煤技术显得非常关键，其是保障煤矿生产零死亡率的关键技术支撑。

2煤矿智能无人采煤技术的优势

2.1拓宽了开采煤层的范围

随着长时间开采煤矿，煤矿地表储量日益降低。为了得到大量的煤炭资源，煤矿开采技术的发展方向是纵深化。在开采深层煤矿时，传统的开采技术受到一些限制，工作效率和安全性都比较低。而新的煤矿智能无人采煤技术能够有效地处理一系列的技术难题，且适宜在各种层面开采煤矿，从而使煤矿开采的范围拓宽。

2.2提高了开采的安全性

煤矿智能无人采煤技术较为凸显的优势在于安全性，煤矿开采结合智能控制机械进行，可以降低事故出现率，从而降低相应的损失。

2.3实现了信息化和机械化开采

在煤矿开采中應用机械控制技术和信息技术，可以实现开采效率的大大提升。应用信息化机械实现开采，防止了环境因素影响导致的问题，从而确保更加高效地开采。

3煤矿智能无人采煤技术的组成部分

3.1采煤机智能定位系统

定位煤机的关键技术是电磁感应技术、超声波探测技术、红外探测技术等。而整体采煤工作的主机是采煤机。当今定位煤机的智能技术依旧较为稚嫩。为此，采煤机智能定位的重要技术在于采煤机自主定位的实现。而要想有效开发此系统，应做好下面两点：一是建构采煤机动力模型，采煤工作面临的环境非常多样和复杂，建构适宜的采煤机动力模型，确保采煤机在适应开采条件的基础上运行的稳定性。这要求对很多动态数据进行参考，且有效兼顾实际的地理环境，考虑影响传感器的全部因素，据此建构采煤机运行轨迹。并且在采集和分析大数据的前提下科学建构采煤机动力模型。二是实现动态目标速度与位置的精准确定。提升计算的量、精度以及转换坐标，分析高效、科学的求解策略。除此之外，还需要建构地下电子导航数据。比较地图数据库数据与搜集的采煤机运行轨迹数据，从而实现地图的正确匹配。同时，在监测收集信息之后，结合地下电子地图对采煤机的运行进行实时监测。

3.2定位煤机系统和三级配套系统

综采工作面完成的工序需要借助可弯曲刮板输送机、自移式液压支架、双滚筒采煤机。为了方便顶板维护，基本应用及时支护的液压支架支护方式，采煤机首先进行割煤，再滞后采煤机8-12台支架移架，然后再滞后移架8-12架移动刮板输送机。为了使智能化的输送机推移、移架、割煤过程实现，需要准确定位采煤机，如此一来，才可以确保按部就班地开展采煤工作。当今，定位采煤机的技术有红外探测技术、电磁感应开关技术、超声波探测技术等。尽管一些煤矿开展了相应的试验，可是依旧需要深入探究。

3.3调高滚筒摇臂系统和辨识煤岩分界系统

煤跟岩石存在较大差异的硬度系数，倘若采煤机割岩石，那么其截齿将被损坏，要么会更换滚筒。为了全部采出整层煤，需要结合摇臂调节采高。为此，在采煤机进行割煤时，需要密切配合滚筒摇臂调高系统与煤岩辨识系统。

3.4抗干扰系统和双向通信控制系统

智能无人采煤的关键支撑在于稳定的通信技术。通信控制系统可以结合信号的收发准确控制综采装置，主要有超前和端头支护段控制系统、三机配套控制系统。

3.5监测与诊断设备状态系统

因为采煤工作面面临非常复杂的工作环境，设备的异常现象往往会形成。为此，需要监测设备的参数（输送机弯曲角度、截齿磨损程度、油液温度和位置、煤机倾角等）和应用故障诊断系统。

3.6辨别与处理地质结构系统

要想切实使无人化综采实现，务必对一系列的地质结构进行准确识别，且能够及时通过该地质构造。像是在碰到断层的情况下，需要根据检测的断层参数，在系统中自主、迅速研究过断层的策略。

4煤矿智能无人采煤技术的发展措施

要进一步认清智能化建设的出发点，通过减人达到保障安全的目的。加强技术研发，利用好煤矿智能开采试验中心这个技术平台，围绕解决智能化建设最现实、最紧迫的问题，加强与高校、科研机构产学研合作，着力解决智能化建设薄弱点;大力推广煤巷掘、支、运三位一体高效快速掘进等成套装备技术，大力推进井下机器人研究应用，加快煤矿信息化和自动化深度融合发展，加快建成智慧煤矿体系;注重典型引路，重点选树一批智慧化建设、智能化改造的先进典型，及时总结经验，以点带面，发挥示范带动作用，在全国煤炭行业树立智能化建设的“山东标杆“。同时，兖矿要瞄准冲击地压矿井“发力点“，把智能化改造作为提升安全保障能力的关键手段，推动冲击地压矿井年底前采掘工作面全部实现智能化。

5结束语

综上所述，煤矿智能无人采煤技术摆脱了传统开采技术的限制，还需要处理不少技术性的难题。在以后的发展进程中，需要持续解决技术难题，建构与健全技术体系，从而在开采煤炭中体现更大的作用。

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作者简介：周至刚（1989，12-），男，汉族，山东邹城人，本科，助理T程师，技术员，研究方向：自动化采煤、掘进设备管理。