我国智能化采煤技术现状及待突破关键技术分析

（陕西恒源投资集团赵家梁煤矿有限责任公司 陕西 719300）

煤矿开采过程中会应用到各项技术，在煤矿开采期间合理应用智能化技术，能够提高煤矿开采效果，提升煤矿产量，确保煤矿开采期间的安全性，降低安全事故发生几率。

1.采煤机智能化技术概述

(1)视频系统

将高清摄像头安装在采煤机上，同时，还安装了LED等辅助照明设备，通过对专用视频监控设备的应用，完成对采煤现场情况的监控，在监控系统中，可以采用计算机，以及网络终端对工作面的具体情况进行全面检测，而且还可以采取远程在线方式对采煤机的具体运行情况进行全面参控[1]。

(2)记忆截割

智能记忆截割系统在具体应用期间，采用自由曲线记忆截割，通过对该项切割方式进行应用，能够确保煤矿开采时，在复杂截割状态完成相应的切割作业，采煤机在运行时能够依据事先学习的采煤工艺，完成相应的切割作业[2]。从以往的工作经验来看，在350m工作面作业中采用自动运行采煤机，采煤机行走与作业期间，作业人员要将其在具体行走时要做好精度控制，控制时误差不得超过5cm，而针对滚筒截割高度来说，要将误差控制在4cm以内。

(3)自行定位

采煤作业进行时，针对采用的采煤，必须要进行精准定位，这也是确保后续采煤作业进行时，各项操作顺利开展的基础。近几年，随着科学技术的发展，以及人们对该项技术研究的不断深入，惯导定位方法在采煤机定位技术上也都取得了一定突破，人们对这一内容的研究也十分灵活，而且取得了不错成绩。

2.智能控制液压支架

液压支架是采煤工作面的一项重要内容，目前对于采煤工作面来说，液压支架在具体应用期间能够采用采煤机，实现支护动作和自动推进，液压支架在具体应用期间的智能控制主要体现在以下几个方面：

（1）采用计算机程序控制系统取代传统的人工控制方式，通过对这一技术的应用，能够实现自动移架。液压支架传感器在具体运行期间将液压支架位姿态信号及时传输给计算机，然后通过对电液阀控制液压支架，达到最终作业的目的。

（2）综采工作面液压支架能够依据采煤机截割位置实现自动移架、自动喷雾、单架控制等多项功能[3]。如果在进行采煤时，若工作面地质整体情况发生了显著改变，通过对远程监控中心进行应用，采取人工方式对液压支架进行适当干预，从而保证液压支架在运行时能够采取自动化方式完成相应操作。

（3）在进行采煤作业时，如果遇到作业面煤壁片帮，或者顶底板松软问题时，采用的自动跟机在运行时，受多项因素影响，经常会出现护板整体支护效果较差，支架胎底动作无法顺利进行等问题，以上问题的出现会导致移架接后，大量的煤堆积在架前，会发生扭架问题，这会对煤矿开采作业的进行造成不良影响，不仅会降低煤矿开采效率，甚至会引发安全事故，会造成巨大经济损失和人员伤亡。针对这一问题，要将行程传感器和压力传感器安装在采高作业面支架一级防护帮铰接处，自动移架增设了自适应控制功能，能够完成各项工作开展的合理控制。

（4）煤层顶底板倾角较大作业面进行采煤时，受周围环境影响，具体采煤期间，容易导致液压支架在应用时发生倾斜、错位、挤咬等多项问题，情况严重时甚至会发生倒架事故，这将会造成经济损失，以及人员伤亡[4]。而采用智能协调液压支架，由于支架上安装了倾角传感器，通过对其的应用，利用在线方式感应倾斜参数，将调斜液压千斤顶安装在支架底座，若液压支架出现在过山或退山时，通过自动方式升起支架底座倾倒侧采用的千斤顶，同时，要与降架作业的开展相互配合，完成上述作业后，对采用的支架进行调整，让其迎接山顶，能够更好的完成煤矿开采作业[5]。此外，煤矿开采期间，液压支架在推移期间误差会不断累积，从以往煤矿开采经验来看，切割三个循环，煤壁平直度就会发生弯曲，此时，必须要停止开采作业，要对支架位置进行调整，对直线度进行校正处理。从现阶段我国煤矿开采的整体情况来看，液压支架调直通过采煤机惯导定位、激光雷达扫面不同方式，精准测量刮板输送机弯曲度，在具体作业期间，全面配合自身位移反馈和差值计算法，完成对液压支架具体排列情况的调直处理[6]。

（5）煤矿开采时，支架处于正常支撑状态，顶板在采煤时一旦发生松动现象将会导致立柱下腔压力低于设定值，此时电力控制系统在运行期间，会通过自动方式发送提升柱值，进而将完成对压力的合理补充，直到该压力大小达到初撑力为止。

（6）在作业面巷道上构建液压支架集中控制中心，控制中心合理的融入了互联网、通信、远程控制等不同类型技术，形成了机液压支架子自动调控、自动移动、自动调斜、自动调直等各项内容都集中在一体的监控系统中，通过对该系统进行应用，能够通过远程方式对作业面液压支架的全面监控。

3.智能化控制刮板输送机

(1)启动与调速

①智能启动

对于煤矿开采作业进行过程中采用的刮板输送机，对于其启动后采取分阶段控制措施，也就说启动初期要利用预紧张控制措施，分别控制机头与机尾，针对预张紧措施处理输送机底部链条；张紧底部链条后，可以在同一时间内启动机头和机尾，这样能够避免采用的机头在运行时发生跳链、对链等现象，进而避免在机尾处出现卡链等影响设备运行，煤矿开采问题的发生，同时，也可以限制刮板链启动荷载而带来的各种冲击[7]。完成启动作业后，要在设定较高速状态下运行一段时间后，然后处理存在于种部槽中的浮煤，完成浮煤处理后，让刮板输送机处于低速运行状态，同时，要利用智能方式调整。

②智能调速

针对煤矿开采作业中应用的刮板输送机，智能调试时，要综合考虑设备运行时的电流、采煤机方向和煤流量等各项问题，通过多参数混合逻辑控制方法完成对煤矿开采作业中采煤机在应用时采煤机的具体状态信息、电机转矩、工作面各项参数、煤量检测装置数据等各项内容，依据优先级别，综合分析各项影响进度，明确刮板运输机负载情况，合理应用分级调速，采取合理方式完成相应控制作业，同时，要依据负载区域，科学调整运输机运行速度，通过这种方式避免负载波动，以免进行频繁调速作业[8]。通过对激光扫描器的应用，实现对采用的刮板输送机在运行时的具体煤量进行动态监测，对于采用的刮板输送机，可以依据煤运量的具体变化动态调整链速，实现对保刮板运输机在应用中运行速度与运输煤量在调节上采取正比例方式开展，确保刮板运输机高效运行，降低刮板运输机在运输过程中的能耗量，最大程度降低刮板链、链轮等各个部分的滑动磨损量。

(2)调直作业

刮板输送机采用的自动调直技术与液压支架自动调直技术互相协助。针对煤矿开采作业中应用的刮板输送机来说，要通过液压支架调控方式完成自动调直，同时，应用采煤机定位数据，可以反推刮板输送机运行时，轨道线性情况发生的变化，再对计算机调直目标机先进行合理优化，通过对液压支架定量控制推移的应用，纠偏刮板输送机的运行轨道，实现对其的自动调直，保证其在煤矿开采中作用能够得到合理发挥，更好的完成煤矿开采作业。

(3)煤矿开采与运输协同作业

对于刮板输送机、采煤机、转载机、带式输送机间可以设置互联信息接口，通过对这些接口进行应用，能够通过实时方式，对信息进行交换，将采煤机切割煤量作为动态流量，工作人员要对自动运输能力进行动态调整，或者针对前后级设备完成调节。除了以上几项技术，还要分析带式输送机、巷道集中等各项技术，在技术突破上，要将精准定位、煤岩界面识别、围岩自适应支护、自主纠偏等各项技术作为重点内容，加强对这些技术的研究，使各项技术作用都能够得到合理发挥，能够更好的完成煤矿开采作业，提高煤矿开采的经济效益。

4.结语

煤矿开采过程中会应用大量技术，各项技术的先进性与和理性都会对煤矿开采造成直接影响。对于煤矿来说，要不断加强对智能化采煤技术的研究，明确需要突破的技术，增加经济、人力等方面的投入，从而完成煤矿开采。