浅谈煤矿综采工作面智能化开采

孙强 宋广占 薄文忠

摘 要：国内煤矿综采工作面往往会面临复杂化的情况，为了克服恶劣的条件与完成非常大的操作工程，我们需要持续提升煤矿综采工作面的技术水平，实现综采工作面的智能化开采。为此，本文分析了煤矿综采工作面的智能化开采设备以及辅助开采的一些智能化技术。

关键词：煤矿；综采；智能化；开采

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.073

0 引言

当今，国内恰恰处在调整结构与升级转型的非常阶段。基于有效统一传统工业与新网络技术的影响下，煤矿企业出现了非常大的改变。其中，传统设备跟智能化技术的统一能够使煤矿开采的智能化实现，从而推动产业的升级转型。与此同时，煤矿企业因为环境、安全等要素的制约作用，迫切需要先进的智能化开采设备与配套技术等。鉴于此，对煤矿综采工作面智能化的开采进行探究有着重大的现实意义。

1 煤矿综采工作面的智能化开采设备

1.1 智能采煤机

智能采煤机可以结合采煤工艺的实际需要，设计各种各样的运行方式，进而协调联动控制刮板输送机与支架。结合MEMS传感器技术对采煤机支架的运行状态与采煤机的运行状态进行采集，以及实现采煤机位置关系的计算与运行轨迹的预测，从而联动闭锁采煤机跟其它的设备之间。智能采煤机可以使自动探测煤炭分界与记忆截割的作用实现，根据采煤工艺使支架的调斜、斜切进刀、跟机作业等需要实现，最终联系全部工作面设备为一个完整体。

将一台采煤机远程操作平台设计在监控中心，操作平台跟采煤机位置监测系统进行通信，进而取得采煤机的运行方向与位置，结合采煤机的视频系统操作平台将升降滚筒的指令等发出，这种指令结合采煤机与数据通信总线的通信指挥，采煤机获得传输的信号，最终远程地控制采煤机。

1.2 智能液压支架

当今对于综采液压支架电液控制系统来讲，其是在生产支架之后增加的附加性产品，且未曾在液压支架的构造中切实融入，以后的支架产品需要在开始设计的时候就应用电液控制系统，从而有效地统一支架的机械构造、控制器、传感器等，确保支架变为机电一体化的产品，从而使支架的费用减少以及实现支架自动化水平的提升。

将一台液压支架远程控制台设计在监控中心，通过工作面视频与电液控制计算机界面作为辅助的方式，结合支架远程控制台远程性地控制液压支架。基于综采工作面液压支架上普及电液控制系统的影响下，伴随采煤机的支架实现了自动化地跟机，为此，支架的远程控制的主导是液压支架伴随采煤机的自动化运行，且辅助以人工远程影响。然而，自动降移升之后的液压支架难以实现“三平两直”的工作标准，还应对工作面中各台支架的相对区域进行判断，这样才可以使工作面支架的自动化找直实现。技术方式是结合工作面实时监控的视频，通过机器视觉技术对支架的相对位移进行及时地计算，从而确保根据标准来对齐工作面支架。

1.3 智能刮板运输机

为了更好地输送煤炭，应对刮板运输机的直线性进行检测；充当采煤机的支撑而言，要求具备相应的平整性；也应及时地控制与检测跟支架间的相对范围与互相影响作用；为了避免下滑上窜，应对刮板运输机的定位问题进行分析，而研制智能刮板运输机才可以实现这一系列的作用。

2 煤矿综采工作面辅助开采的智能化技术

2.1 支架防碰撞技术

在采煤机上能够安装一种主动安全系统——防碰撞系统，这属于一种能够事先将视听报警信号发送给采煤机操作工作者的探测设备。而雷达探测防机械碰撞的主导功能是结合雷达探测技术对采煤机滚筒附近的阻碍物体进行感知，倘若系统探明采煤机工作前存在阻碍物，那么采煤机的运行会暂停以及等待相关工作者进行解决。其运行理论是：基于顺利运行的采煤机情况下，这个系统的状态不运行，而在采煤机快要接近矿井装置、液压支架、操作者的情况下，这个系统会将警告发出。在警告发出之后，倘若操作者未曾实施一定的对策，像是加减速制动，那么这个系统的紧急制动设备能够自动地运行，从而防止碰撞现象的发生。

2.2 视频监控技术

综采工作面模拟采矿系统通过提高虚拟现实技术建构一种三维的实际采矿环境，对运行的工艺装置与采煤整个过程进行模拟，该系统能够跟操作者进行交互，以及实时地穿越所有的空间到达系统模拟的全部范围中。这种系统可以确定空间状态、管理物体运行、识别物体、输入以及处理一系列的信息、模拟自然现象、识别物体等等，其显著的特征是建构一种非常接近实际采掘现状的三维化环境，结合计算机对采矿的现状进行呈现，从而得到装置工作的一系列参数、各种装置的动态呈现图、生产系统的工作现状平面图等，这涵盖工作装置间距、产能、时间等，在动态模拟各种采掘参数、各种型号装置生产系统的基础上实现评价以及优化生产系统的目标。

2.3 实时控制协议技术

为了使综采工作面的远程遥控实现，尽量确保较小的传输视频延时，结合支架与采煤机的控制标准，视频端至端延时应保持在50ms以内，这对综采工作面的摄像、传输、解码图像、储存的要求比较高。因为受到长距离工作面的影响，采煤机附近、刮板运输机链条、胶带运输机出煤口、工作面支架等需要采集与呈现视频，兼顾到摄像仪的容量，立足于以太网的数字化视频系统可以结合双绞线进行传输，这样不再进行布线，然而数字视频系统中的信号呈现在显示器之前需要传输、编码、解码、数字化等操作，这导致时间延迟在300ms以上，还应优化采集、传输、呈现的一系列方面。

3 结语

综上所述，基于持续发展的采煤产业影响下，人们不断地提升安全意识，在信息化社会的支持下，煤矿综采工作面的智能化开采是发展方向。为此，只有加速综采工作面的智能化开采，才可以推动煤矿技术的不断进步，以使国内的煤矿企业从劳动密集型转变为人才密集型，有效地统一信息化与智能化，国内的煤矿企业才得以可持續发展。

参考文献：

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[3]谢和平，王金华，申宝宏等.煤炭开采新理念：科学开采与科学产能[J].煤炭学报，2012，37（07）：1069-1079.

作者简介：孙强（1976-），男，山东济宁人，本科，从事采矿技术管理和机电技术管理工作。