煤矿智能化开采关键控制技术

煤矿智能化开采关键控制技术

邱卫

攀煤(集团)公司大宝顶煤矿 四川攀枝花 617017

摘要：我国是一个煤矿资源丰富的国家，长期以来，煤炭行业为我国能源稳定供给，支撑国民经济快速发展做出了重大贡献。在煤炭行业需求和基础工业技术发展的引领下，煤炭开采技术及装备逐步由“引进、消化、吸收”发展为“创新、引领”，且很多方面已经走在世界前列。

关键词：智能开采；综采工作面；智能化矿山

引言

我国煤矿智能化的建设经历了从机械化、自动化、智能化到无人化的发展历程。目前针对于综采工作面的智能化工作仍处于起步阶段，但由于其是智慧矿山建设的重点环节，现代化矿井的建设必须要积极面对。目前智能化工作面建设的主要技术难点包括工作面的调斜、调直与调平工作，还有设备的人值守、系统远程控制中的抗干扰性和传输效率等问题。这些问题都严重地影响了智能化矿山建设的进步空间及推广覆盖。因此如何提高工作面智能化程度、降低企业劳动成本是实现智能化开采的重要基础，笔者在此将对智能化工作面的建设进行详细阐述。

1矿山采矿技术安全管理的重要性

在矿山日常作业中，加强技术安全管理可以为工作人员提供安全的工作环境，保证采矿工作的顺利开展，提高矿山企业的经济效益和社会效益，加强矿山采矿安全管理需要从规范矿工作业流程、预防安全事故、提高工作人员安全防范意识等方面出发，将安全放在首要位置，让矿工规范自身工作行为、提高责任意识，在采矿过程中一旦发生安全事故将造成不可估量的损失，有可能会造成人员伤亡，不利于矿产企业的稳定、持续、长远发展。随着科学技术的不断发展，智能化、信息化、自动化技术被广泛应用于矿山作业中，明显提高了矿山作业的安全性，提升了矿产企业的生产效率。但是结合实际情况来看，一些矿山企业对智能化设备的重要性认识不足，矿产开采过程中未能及时应用现代化设备导致生产效率低，安全管理工作难度大，企业现有的生产模式无法满足行业发展的需求，给企业的持续发展造成了不利影响。

2煤矿智能化开采关键控制技术应用

2.1矿井勘测在线监测系统

在煤矿开采过程中，矿井关键路径应当安装智能化的监控设备来实现智能管理，这些设备既需要保障有足够的续航能力，也应当具有一定的抗干扰能力。在煤矿井下监测过程中，运用在线监测系统强化管理工作可以加强对井下温度和湿度以及含氧量的有效监测，从而对恶劣条件有一定的抵抗能力。在线监测系统的应用过程中，应当保障主干网络的冗余功能正常使用，对于监控系统中所需要的软件也应当选择国际主流软件，从而确保信息智能化管理中的各项数据信息实现无障碍共享，更好地为监控服务。

2.2全面提升电气自动化水平

在使用机械设备的过程中，应从采煤机电方向出发，对中度后煤层进行全方位分析，促进开采作业的开展，并逐渐朝着薄煤层的方向延伸。除此之外，在采煤机的运行过程中，若使用传统的牵引方式，在后续的发展阶段，逐渐延伸至无线电牵引模式，并且能够应用具有变频和调速等功能的技术，确保技术操作的合理性，实现采煤行业的高质量发展目标。在使用滚筒采煤机时，在采煤行业领域中有着广泛化的应用趋势，由于滚筒采煤机的功率相对较大，且具有较高的操作强度，所以受到了煤矿开采行业的广泛认可与高度重视。对于电气自动化技术来说，能够将其应用于液压支架电液控制系统中，并获得良好的系统运行成效，使该类技术能够成为煤矿开采领域中的引领内容。站在技术开发、资金投入以及经济效益等3个方面的角度，对电气自动化技术予以全面分析，可以看出此项技术在开采区域中具备良好的适应性。但需要注意的是，在使用电气自动化技术时，能够采取有效措施，形成高效化的开采模式，并逐步提高煤矿开采作业的实施质量，且各个阶段都能够融入人性化的开采理念，从而有效减少人员的实际工作量。

对于电气自动化系统来说，可以采用视频监控的形式，对煤矿开采施工作业的整体过程进行监督，并提出有针对性的控制措施，根据煤层深度的改变情况，提出与之相对应的控制方法。在引入远程监控系统时，还可以同步发挥出专家诊断系统实际效用，将系统研究作为重点内容，在系统可靠性研究项目中，使多数研究人员能够投入大量的时间和精力。另外，结合采煤机械的实际运行状况，从中找出可能会发生的潜在安全问题，并提出有针对性的解决措施，基于有效方法，提高施工设备综合机械化的发展水平，为煤矿开采作业的开展奠定良好的基础，发挥出电气自动化技术的实际效用。对于部分机构来说，能够对采煤机械进行改造，结合切割煤层的具体参数，站在多方面的角度，对实际的采煤速度予以调节，确保采煤速度设置的合理性与适宜性，加强采煤机与切割煤层之间的契合程度，优化最终的煤矿开采作业实施效果。与此同时，需要在煤矿开采作业的实施过程中，采用实地考察的方式，对相关煤矿开采项目进行全面调研，获得精准、完善以及完整的调研结果，并确保煤矿开采企业能够与科研单位之间建立紧密联系，在相互合作、相互影响的基础上，促进煤矿开采施工作业的开展。

2.3机器人替人巡检技术

为实现综采工作面由“无人操作、有人巡视”向“无人操作、无人巡视”的生产目标迈进，提出了应用工作面巡检机器人代替巡视人员的方法。提出适应综采工作面狭长开采空间、危险恶劣作业环境、无卫星定位条件工况的基于固定轨道的巡检机器人方案，并通过搭载融合可见光/红外热成像监控、毫米波雷达测距、环境状态感知、三维激光扫描和惯性导航装置等关键传感装置，实现工作面直线度、水平度及采场空间环境感知、视频监控综采装备运行状态。综采工作面巡检机器人具备的自主巡检、自主避障、自主灵活作业功能，可为生产过程中综采工作面内“无人进入”提供重要的技术支撑。

2.4建立智能化采矿风险对应评估体系

建立智能化采矿风险对应评估体系，可以加强对煤矿企业生产过程中风险因素的识别，基于信息管理平台可以实现各类数据信息的全面收集、分析、整理、储存，以此为基础，对现有的风险评估体系进行完善、优化、调整，实现不同信息之间的有效融合，发掘数据中的有效信息，依靠云计算、大数据等技术推动井下避险系统、通风系统、废气预警系统的改造，为数字化、智能化的实际应用提供依据。

结语

智能化工作面的建设是一项综合性较强的跨学科、跨专业的前沿采矿技术,涉及精准勘探、高效传感、大数据融合、设备信息物联等集成。高河煤矿依托工业环网，终端查询系统高度集成以太网、视频、音频、通信、无线、监测、控制等多种技术，实现在顺槽监控中心对液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、顺槽胶带机、泵站、开关等综采设备集中管理与控制。新设备新技术的应用，有效提高了智能综采工作面集约高效生产水平，机电事故率平均降低了25%，设备运行电费节约10%；人员数量减少50%，将原来生产班每班24人，减低至每班12人。

参考文献

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