煤矿智能化开采技术的创新

杜宁

摘  要：煤炭作为自然界中的基础能源，对我国的经济发展起到重要的影响，我国本身就是煤炭开采大国，为推进社会的快速发展，致使我国煤炭资源的储量逐渐枯竭，而且在煤炭资源的开采上经常出现塌方的报道，为我国煤炭的可持续发展带来诸多弊端，为了合理开采煤炭资源，应结合智能化开采技术，利用智能自控系统降低人工开采的风险，提升煤炭开采的效率和安全指数。

关键词：煤矿;智能化;开采技术;创新;管理

根据十三五会议召开的重大指示，煤炭开采企业要加大智能技术的投入，利用自动化控制系统，对煤炭开采进行远程监控，有效缩减人工开采成本，在开采的过程中根据人机结合的模式，加大对煤炭开采的监管力度，通过开采技术的创新，对煤炭勘探流程进行升级，煤炭智能化技术的应用加快我国煤炭行业的快速发展，为智能化的作业流程奠定坚实的基础，煤炭的开采集中在井道的安全系数，智能化监测系统可以快速识别井道安全隐患。

1 智能化开采技术的关键技术

1.1 液压支架全工作面采用自动化与远程人工干预技术

该技术主要依据电液控制系统与液压支架视频相结合的方式，通过监控中心远程操控系统来对液压支架进行人工干预，帮助液压支架在复杂环境下的自动化运作。在这其中，自动跟机技术是较为重要的技术，其主要是指以综合开采工作面液压支架以及采煤机的运行方向为基础，借助电液控制技术来跟随采煤机进行自动化操作，包括自动移架、自动喷雾、自动推刮板输送机等功能。

1.2 智能记忆截割技术

智能记忆截割技术通过自控系统，对煤块进行自动截割，先通过预设人工模式数据，自动化采煤机进行示范学习，记忆采煤截割的动作数据，从而实现自动化循环割煤记忆。采煤机采用高轴编码器实现割煤高度的自主定位，通过割煤位置的传感装置进行感应信号传导，自动控制采煤机进行频率形同的割煤动作，降低人工采煤的人力成本，智能化截割技术和人力割煤相比可有效缓解挖煤动作给身体造成的负荷影响，但技术人员要按时检查内部系统的运行效果，保证采煤作业的顺利进行。

1.3 工作面视频监控技术

在煤炭开采过程中，利用远程监控技术对工作面进行视频监控，煤井地下的控制中心与地上的指挥中心进行通讯的连接，保障开采作业的持续进行，地下和地上指挥中心构成综合的监控单位，实现开采环节的全面监管，用煤井工作面的监控录像头，实时监测机械开采运行的情况，提高工作面可视化监管，提升井下的安全系数，相关管理人员在下井检查时，可以规避安全隐患点，保障设备和人员的安全。

1.4 综采自动化集中控制技术

在当前的煤矿智能化开采过程中，很多单位都已经构建了一套完整的综采自动化集中控制系统，实现对综采工作中主要设备的全面控制，如：对采煤机、供电设备、液压支架、供液设备等。同时，借助合理的施工工艺，实现对井下巷道的监控系统与地面指挥控制中心系統集中控制的综采自动化集中控制模式，该技术的使用不仅实现了煤矿综采的自动化，同时也加强了井下工作面的可视化，在很大程度上提升了井下作业的效率和质量。

1.5 实时环境监测技术

主要通过远程监控来探测煤井内部的环境变化，结合传感设备将监控画面传输至地上的指挥中心，实时监测每层的变化和切割的情况，对支架的运行情况进行可视化检修，采用远程干预控制切割层面到顶板层面的安全。在雨季丰富的时节，大量的雨水冲刷井道，破坏煤层的主体结构，利用远程监控，对井下的地质环境进行监控，保证切割机的安全性，井下的环境监控数据通过无线网络进行画面采集，对机械运行的状态可随时进行画面切换，提高监管的全局把握，操作人员通过画面对切割的高度进行合理调整，为智能化开采提供可行的把控依据。

2 智能化开采技术的创新和管理

为促进煤矿开采效率的进一步提升，加强智能化开采技术的创新和管理是必要的。

2.1 开发机架协同割三角煤工艺

为提高智能技术的创新，采用开发机架模式，进行三角煤的切割，传统的三角煤切割，利用液压支架与采煤机传感模式进行煤块切割，但由于井下的传感信号有时薄弱，造成信号发出的信息不能被快速接收，造成采煤机与支架运行配合不到位，降低煤块开采的速率，而三角煤工艺同机架协同模式，提高采煤机和机架信号的传导接收能力，进行数据的实时交换，保证采煤作业的有序进行，新型的三角采煤工艺规避了采煤速度的等待和协调速度矛盾，共同推进采煤工序流程的效率。

2.2 优化远程操控管理系统

在对井下采煤作业进行管理的过程中，远程操控管理系统的优化是十分重要的，其不仅能够提高安全性，同时也能够促进远程干预效率的进一步提升。因此，笔者建议在远程操控系统优化的过程中，可以适当增加快捷操作界面，特别是对液压支架的快捷操作和监控界面。比如：当液压支架出现漏推、丢架等现象的时候，相关监控软件能够及时发出报警信息，监控人员可以根据报警信息的实际情况来选定操作对象，进而对出现问题之处进行实时监控，并通过远程快捷操控来完成自动补架操作，以此来保证液压支架系统的正常运作，提高智能化开采的效率。

2.3 加强工作面自动找直技术

工作面的直线稳定性直接影响煤壁和液压支架的直线水平，为有效提高综合采煤技术，可以通过截割面自动找直技术控制采煤机运行的稳定性，可以利用热成像技术对煤壁的平面进行自动找直，通过自动巡检技术对井下煤壁的情况进行检测，根据导航技术智能锁定不平整区域，利用远程人工干预模式，对不平整的壁面进行切割，提高机架与采煤机找直的传感信号接收，对接收的数据进行信息处理，直接反映井下围岩的状态和机械的运行情况，实现工作面自动找直的调整和修正。

2.4 创新综采智能化管理平台

在煤矿智能化开采技术的管理工作中，应当要加强创新综采智能化管理平台。在开发智能化管理平台的过程中，需要借助大数据技术、云技术等先进的技术，构建综采智能化管理平台。在管理平台中，需要完善各个模块，包括对相关设备运行状况的分析功能、监控功能、故障诊断功能、自动化操作功能、各项生产状况监测功能、环境监测功能等，对整个煤矿开采工作进行全周期、精细化的智能管理。在综采智能化管理平台运行的过程中，管理人员以及相关技术人员可以随时通过智能终端来登录平台，实时了解煤矿开采生产状况、设备运行状态以及井下环境的监测等，提升开采的效率。

3 结束语

总的来说，煤矿智能化开采，利用远程人工干预技术实现壁面的平整，减低煤块坍塌的风险，利用工作面视频监控技术，对采煤机和机架的运行情况实时掌握，通过自动找直技术，加强二者之间的传感效能，有利于煤块的平稳切割。智能记忆截割技术通过数据编码传输，控制中央自动系统有节奏型开采煤块表层，降低人工开采成本的投入。

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