煤矿智能化开采技术的创新与管理措施研究.pdf

243 科技与应用经济与社会发展研究 煤矿智能化开采技术的创新与管理措施研究 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司 柳彦波 摘要文章结合目前煤矿行业的发展现状，分析智能化综采的概念和特点，具体介绍目前比较常用的几种智能化综采关键技术，并对此技术 的未来的创新与管理策略进行研究。 关键词煤矿智能化开采技术；特点；创新与管理 一、引言 煤炭资源一直以来都是我国比较重要的 化石能源， 尽管目前我国在不断调整能源结构， 煤炭资源也可以占到一次性能源总体产量和消 耗量的一半以上，而且可以预见，在未来很长 一段时间内，煤炭资源在我国能源结构中的地 位也无可代替。只是在目前其他类型新能源形 式的冲击下人们更加注重环保，对环境保护提 出更高要求，也对煤矿企业的开采效率和质量 提出更高要求。我们需要结合目前的先进技术 对煤矿开采技术进行创新，推动智能化开采技 术的发展和广泛应用，在保证煤炭开采作业安 全的前提下也提升开采效率和质量，实现煤矿 开采生产环保性的提升。 二、智能化综采的基本概念与特点 智能感知、智能决策和自动执行是智能化 综采的三个基本组成部分，也就是应用具有较 强自主学习和决策能力的智能开采设备，发挥 其自动感知、控制和修复能力来实现无人化和 智能化开采。也就是通过机械设备自动化来作 为实现智能化的基础，通过自动化液压支架、 采煤机以及刮板输送机等设备的应用，发挥其 自主执行能力，并保证煤炭开采过程中的高度 自动化控制和智能化运行，提升煤炭开采的效 率、安全性以及绿色环保性。以其中的智能控 制的液压支架为例，在使用中可以对支架和围 岩之间的耦合进行检测与控制，可以预报超前 压力并对初撑和移架状态进行自动决策与控 制，还可以监控和自动调节工作面的姿态，以 及实现控制性的放煤以及智能开展喷雾降尘等 作业环节。这主要是通过液压支架上设置的压 力传感器进行数据的采集，在分析这些数据并 鉴别工作面周期来压之后形成成套的矿压分 析棘轮，用于对工作面开采活动的指导。对于 其中的采煤机来说，其智能化运行就是可以在 保证定位精确性的同时，对自身运行轨迹进行 智能规划，并自动调节滚筒的升降、自动记忆 并智能化开展煤炭切割作业，表现出具有较强 故障自动诊断的优点。此外也可以结合实际运 行负荷以及工作环境来调节采掘速度与高度， 实现远程可视化控制。最后是针对运输设备来 说，通过智能化技术的应用可以实时监控运输 设备的启动、负载以及运行状况，通过信息交 互以及自动控制功能的发挥来进行故障诊断和 工作面控制。 三、智能化开采技术的关键技术 一是液压支架中所应用的全工作面跟机 自动化与远程人工干预技术。此技术主要是结 合了电液控制系统和液压支架视频技术，人工 干预也是通过监控中心的远程操控系统来实 现的，可以实现在复杂环境中的自动化运作。 而为了实现上述要求，则需要应用自动跟机技 术，也就是在液压支架和采煤机的运行方向基 础上，通过电液控制技术的应用来实现采煤机 的自动移架、自动喷雾、自动推刮板输送机等 自动化操作。 二是工作面视频监控技术。此技术就是 通过视频监控系统在工作面中的安装并实现将 井下监控中心与地面指挥中心连接，用于监视 综采工作面的工作状况， 掌握其实际工作情况。 具体地说，就是通过此系统中的监控摄像仪对 综采工作面实际情况进行拍摄并向监控中心上 传，通过此种可视化的方式来帮助工作人员实 时掌握煤岩掘进工作面的工作和安全情况，有 利于煤炭开采安全。 三是综采自动化集中控制技术。通过在 煤矿开采中进行综采自动化集中控制系统的构 建，可以全面控制煤炭开采生产中所需要的采 煤机、供电设备、液压支架以及供液设备等主 要设备。通过上述集中控制系统的应用，来集 中控制井下巷道的监控系统以及地面指挥控制 中心， 在此基础上实现煤矿综采作业的自动化， 并实现可视化监控井下工作面，进而可以实现 井下作业质量和效率的提升。 四、煤矿智能化开采技术的创新与管理措施 （一）对机架协同割三角煤工艺进行创新 和开发 这主要由于在煤矿开采作业中所应用的 原有的三角煤截割工艺在实际应用中无法实现 采煤机和液压支架的跟机两者动作信息的交 互，容易在实际运行中出现二者无法有效配合 而降低开采效率的问题。为此，通过开发此种 工艺技术可以实现二者之间的数据实时交换， 实现二者协调。这主要表现在如果出现二者中 的其中一方工作没有完成时，另外一方也会降 低速度并等待二者速度协调之后才会进入下 一道工序，进而可以提升此三角煤截割工艺的 整体水平和作业效率。 （二）对远程操控管理系统进行优化 此管理系统在井下采煤作业中主要起到 确保作业安全以及提升作业效率的作用。额通 过对此管理系统的优化，可以实现快捷操作界 面的增加，尤其是可以实现对液压支架的快捷 操作和监控。当液压支架出现漏推或丢架等问 题时，此管理系统中的监控软件就是发现问题 并发出报警信号提醒工作人员，后者则可以结 合具体的报警信息对相应的对象进行操作，起 到及时监控问题，并通过远程快捷操作来自动 补架的作用，保证液压支架的正常运行，实现 智能化开采效率的提升。 （三）对综采智能化管理平台进行创新 主要是通过大数据技术、云技术等先进技 术的应用进行综采智能化管理平台的构建，对 此平台中的分析、监控、故障诊断、自动化操 作、各项生产状况的监测以及环境监测等功能 进行完善，进而可以智能化控制整个煤矿开采 作业全过程，帮助管理和技术人员利用终端来 及时掌握井下生产情况、设备运行状况和人员 情况等，保证开采作业安全以及实现开采效率 的提升。 五、结语 随着目前煤矿开采技术与先进技术的结 合，推动煤矿智能化开采技术的发展，不仅要 应用好现有的智能化开采技术，还要结合大数 据技术以及云技术等先进技术，来创新现有的 开采技术并做好智能化开采技术的管理，实现 此技术在实际应用中开采质量和效率的提升。 参考文献 [1]刘俊峰,唐恩贤,许永祥等.大采高智能化 开采煤壁全过程精准控制技术研究[J]. 煤炭科学技术,20191096. [2]王国法,张德生.煤炭智能化综采技术创 新实践与发展展望[J].中国矿业大学学 报,2018,22234-12. [3]武文超.煤矿智能化开采技术创新与管 理探讨[J].名城绘,201970523.