矿山综采工作面智能化开采关键技术和发展方向

摘要：信息时代的到来使社会的各行各业进入技术化智能化。智能化的开采是当前矿上开采的必有之路，也是解决煤矿开采安全效率的一项重要的途径。

关键词：矿山综采;工作面智能化;开采关键技术;发展方向

引言

随着我国煤矿智能化进程的不断推进，实现煤矿综采工作面的无人化和智能化不仅是未来发展的主要趋势，还是当下综采工作面智能化改进的主要目标。由于综采工作面的生产过程涉及采煤、运输和动力等多个环节，因此，综采工作面涉及的设备数量较多，种类复杂，设备的故障类型较多，为了保证煤矿安全生产，需要定期派人维护和检修煤矿综采工作面的设备。煤矿井下综采工作面环境比较恶劣，长期处于潮湿、多尘、电磁辐射等环境中，设备故障频发，在对设备进行现场巡检和维护过程中非常容易引起事故，造成人员伤亡。为此，迫切要求实现综采工作面的无人化和智能化。

1矿山综采工作面智能化开采关键技术作用

当今社会，由于人们环保意识的提高和资源供应逐渐紧张，越来越多的国家开始探索绿色能源技术。与此同时，为了给煤炭资源的合理化利用提供保障，煤炭能源业开始向绿色开采与科学开采发展。通常，煤矿区域内的水文、瓦斯地质条件较为复杂，受到煤矿工作面开采技术水平、智能化控制水平等条件制约，煤矿资源的开采推进长度较短，严重影响了矿压控制难度。随着煤矿开采强度的不断增大，浅部煤炭资源储量急剧减少，开采深度逐年增加。为了开采更深层的煤炭资源，煤矿开采工作面的长度随之增加，工作面动应力分布更加复杂，加剧了矿压控制难度。煤矿开采普遍以长壁采煤法为主，开采工作面较长。随着智能化的技术应用为煤矿开采带来了显著的经济、社会效益，资源开采逐渐面向绿色、安全方面发展。

2煤矿综采工作面智能化关键性技术

2.1采煤机记忆割煤技术

采煤机自动化记忆割煤主要包含学习与自动割煤两个阶段。其中，学习阶段是对煤机具体位置及摇臂状态曲线进行牢固记忆；自动割煤阶段则是基于所记忆的内容开展割煤。首先，应把采煤机调节到学习模式，控制器如实记录与保存采煤机位置及摇臂状态。当切换到自动模式时，采煤机能够抵达预定位置，对各位置摇臂高度进行自动化调节，然后再开展自动割煤。割煤时，若摇臂实际高度同学习曲线之间的差异＞1°时，摇臂便可自动化下降或上升，将其误差调节到±１°。割煤的时候，若工作面出现了明显变化，在摇臂状态学习记录同实际情况差异较大的情况下，可采用遥控器实时干预摇臂状态，干预后将遥控器松开10s，摇臂即可自动恢复学习状态，这一状态下可选择干预记忆与干预不记忆两种操作。操作后，摇臂将不会自动升降。其中，若选择干预记忆，那么可记录摇臂高度变化情况，并将其覆盖，抵达位置后，基于此次摇臂状态开始割煤；干预不记忆则不会记录摇臂高度变化情况，也不会影响下一刀割煤，煤机根据学习时的摇臂状态开始割煤。

2.2远程控制技术

当前，工业人员研究远程控制技术，核心是进行地面远程介入，灵活应用综采设备控制系统、工作面视频监控系统和井上下数据通信系统。地面监测系统一般由计算机、遥控器和语音控制等组成，对综采设备信息，可在井下部分数据通信系统中二次传输，将井下与井上两个结构环网结合，把得到的数据传输到地面监控系统。从地面监控系统出发，以综采设备信息的屏幕内容为中心，灵活控制井下综采设备，实现智能化的启动与切换，在整个设备运行过程中进行精细监督与管理。如果设备在使用中出现问题，可以发出警报，以便能及时诊断和处理。此外，这一过程中，各阶段留下的数据得到及时保存，为工作顺利开展提供有力支持。该系统能够将采集到的影像，直接传输至地面监控中心。最后，大多数地区煤矿以此为基础，研制出一种新的随动监控系统，全过程监测跟机位置、型号等，将数据实时展示，方便监测。

2.3景拼接智能视频识别技术

全景拼接智能视频识别技术，是指利用全景多目摄像仪实现全景实时拼接、大广角、远视距、实时全覆盖，全景拼接技术能够将多个摄像头捕捉到的画面拼接成完整、连续的全景图像，而智能视频识别技术则能够对这些全景图像进行实时的目标识别和分析，大大提升视频处理的效率。智能视频识别技术为煤矿开采带来了更全面和智能化的监控和管理方案，不仅为开采生产流程带来了巨大改进，还在提高安全性方面发挥了重要作用。通过智能摄像和图像处理算法，这项技术能够实时识别工作面上的各类目标对象，如人员、滚筒、大块煤、护帮板等。例如，在一个工作面，智能视频识别系统能够迅速分辨出工人与机械设备。同时，还能够监测煤堆的情况，识别并报告异常的煤堆堆积，避免可能引发的安全问题。例如，当工人试图进入被认定为危险区域的区域时，系统会立即发出警报或者给机器发出停机指令。这样能够有效降低事故发生率。此外，系统还可以结合实时视频流和历史数据，分析出可能的风险，提前预警安全隐患，提供更全面的安全指导。

3矿山综采工作面智能化开采关键技术发展方向

3.1加强技术引进和创新

煤矿企业如果想进一步提升煤炭生产效率就必须积极构建综采机电设备管理机制，结合煤矿实际情况加大投资力度，从而引入先进的管理技术。不断进行技术创新，通过创新手段解决煤矿生产中的困难。1）建设具有创新能力的队伍。在进行创新队伍建设时，需要高学历、高素质人才对煤矿综采机电设备管理进行及时改善、优化及创新，有效攻关生产难题。2）对相关人员进行创新培训。制定定期培训和教育制度并执行，从根本上提高人员的创新能力和创新认识，从而激发他们的创新潜力，挖掘能力较强的人才，在较短时间内取得较好的创新结果。3）进行创新奖励。通过各种机制选择出创新能力较强的个人或团体并给予奖励，并对创新项目进行有效宣传，进而提高所有人员的创新积极性。

3.2提高矿山机电设备信息化管理水平

随着科技的进步，很多智能化、信息化及自动化技术应用在煤矿企业中，如果依旧通过人工操作进行机电设备管理，那么就会很大程度降低整个煤矿的发展水平，同时也不利于机电设备的正常管理和运行。因此，对于煤矿企业而言，进行机电设备信息化管理非常有必要，有利于实现机电设备的自动化管理。信息化建设主要是将自动化仪表安装在综采机电设备上，这些机电设备被自动化仪表实时监测，数据传输到计算机系统中。例如，可以将防跑偏监测设备安装在皮带输送机上，从而监测输送机的运行状态；将黏度计安装在液压支架的输油管道上，从而确定更换液压油的时间等。除此之外，相关人员也可以通过视频进行实时监控。

3.3采煤机自动采掘和记忆截割技术

对于采煤机，在安装传感器时，需要将其设定在牵引部分，通过数据处理模块的计算功能，对设备上所有数据进行计算，为采煤机准确定位提供有力帮助。采煤机记忆截割技术是一种应用于煤矿采煤过程的创新性技术，旨在提高采煤效率、降低操作风险，并优化矿山的经济效益。该技术的核心是通过编程和自动化控制，使采煤机在工作面运行时能够自动记忆和调整截割运行，从而实现更精确、高效的采煤操作。在采煤机上安装传感器和数据处理模块后，这些设备能够实时监测采煤机的运行状态、工作面情况以及煤矿地质特征等信息。基于这些数据，系统可以根据事先编写的截割程序，自动调整截割机的工作方式，以适应不同的煤层条件和工作环境。例如，当采煤机遇到坚硬的煤层或者杂矿较多的地段时，记忆截割技术可以使截割机自动调整截割参数，以实现更合理的截割效果。经过实地调研，发现在我国多数地区的煤矿生产过程中，常发生不彻底的回刀扫煤或者推溜问题，不利于提高经济效益。在此情况下，可以根据生产情况，研发先进的采煤工艺，记忆截割程序，在设备工作面运行情况下，自动记忆截割运行。

3.4构建人才管理队伍

矿山综采在煤矿开采中发挥着至关重要的作用，因此，对机电设备进行管理创新十分有必要。机电设备创新管理工作中，首先需要做的就是大幅度提升管理人员的素质。相关管理人员需要充分掌握各种设备的使用情况，对机电设备的操作了如指掌，对一些容易发生故障的设备了解清楚，并且在第一时间采取相应措施进行有效处理。同时，制定考核制度，定期进行考核，促使相关人员提高自身的基础管理技能。除此之外，煤矿企业需要强化综采机电设备管理工作中的安全管理，在对机电设备检修时，机电设备应处于不工作状态，从而有效保证设备管理过程中的安全性。煤矿应该进行定期培训工作，进一步提升管理人员的综合素质，只有培训合格的人员才可以再一次上岗，从而有效提升煤矿采掘机电设备管理水平。

结语

为了能够实现高效、安全开采煤矿，应深入探索煤矿开采技术，积极引入智能化技术与设备，加强软、硬件之间的配合度，以此来提高煤矿开采智能化水平，从而获得显著的开采效益。

参考文献

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