探究综采工作面智能化开采技术

李世先 岳伟 郝长淼

关键词：综采工作面;智能化;开采;技术

基于人工智能技术的进步，人们业已处在智能化社会时代中，一系列领都应用智能化技术，煤矿产业也是如此。常规的综采技术较难提升煤矿开采产能以及确保开采的安全性，因此智能化开采技术的应用显得非常关键。尤为关键的是，5G通讯技术的应用使煤矿开采的智能化水平提升。

1综采工作面智能化开采的关键技术

1.1液压支架跟机自动化技术

液压支架跟机自动化技术指的是立足于采煤机位置，根据煤矿开采工艺，结合采煤机工作情况、工作面倾角和顶板压力、液压支架姿态等划分生产过程为各种阶段，明确适宜的割煤工艺，自动控制液压支架中部跟机、端头清浮煤、转载机等，该技术可以确保工作面有序衔接生产情况，从而提升生产的高效性和安全性。液压支架跟机自动化技术应确定采煤机位置、确保智能工作面设备工作情况的正常、准确设计电液控制参数，以及有效控制采煤机运行速度，以确保工作面的稳步推进。

1.2采煤机记忆截割技术

采煤机记忆截割技术指的是立足于液压支架跟机自动化，根据支架象限转换点与跟机阶段分割采煤机记忆割煤象限，以及根据示范刀记录的姿态参数、运行参数、滚筒高度轨迹开展智能化运算，以使记忆截割模板形成，在自动截割时持续调整误差，保障工作面采煤机记忆割煤切换和液压支架全工作面自动化控制的匹配，以使自动减速、加速、卧底、调高等目的实现，减小人工干预的几率以及提升自动化跟机效率。

1.3工作面視频监控技术

工作面视频监控技术可以在工作面延伸试听感官，将摄像仪安装在工作面及时跟踪采煤机，这样一来，视频拼接和跟机推送的目的任务自动完成，从而可以远程监控工作面。

1.4远程集中监控技术

远程集中监控系统可以在控制中心监控液压支架、泵站、三机等，以及对采煤主机、开关、泵站、三机、电液控主机的监控信息进行汇总，然后向一系列主机分发相关信息。

2综采工作面智能化开采存在的技术问题和解决策略

2.1采煤机智能调高

采煤机智能调高即结合各种煤层赋存现状对摇臂高度进行自动调整，进而准确截割煤层。当今，智能化采煤系统重点结合记忆截割模板准确调节采煤机摇臂高度，此环节是借助截割曲线（固定模式）实现自动截割，跟复杂多变的煤层赋存现状不适应。以控制逻辑作为视角而言，想要实现采煤机截割准确度的提升，应对煤岩体分界面进行实时感知，确保准确识别煤岩，因为煤岩体的物理特性和赋存状况的不确定性非常大，再者红外线和雷达探测技术较难提升控制的准确性。为此，需要分析煤层截割参数动态、智能模拟推演、地质信息精准预测、智能拟合最佳截割曲线的工艺技术，以精准控制煤矿生产。

2.2液压支架群组跟围岩的智能耦合自适

煤矿机械化开采的重要设备是液压支架群组。当今，煤矿可以自动调整液压支架群组，然而，液压支架动作控制的协调性和精准性还面临一些缺陷。为此，非常有必要探究液压支架群组跟围岩的智能耦合自适应，这需要液压支架有着实时改变支护状态、智能优化支护参数、自主感知的作用。当前液压支架群组的探究方向概括为下面三点：一是液压支架群组支护参数跟支护应力场分布的联系。二是分析液压支架群组支护阻力的改变特性。三是构建围岩跟液压支架群组耦合的条件。其一是液压支架架构自主控制。而要想智能化控制液压支架，实现支架推移速度、工作阻力、初撑力、护帮力的优化是非常关键的，当前时期，煤矿应创新常规支架构造，实现支架可调节范围的增加，从而跟特殊地质状况下各种采高煤层的开采条件相符合。其二是液压支架状态自主感知功能控制。支架自主感知控制重点结合立柱压力感知进行，其对岩层破坏性的探测、运行环境以及支架顶板破断状态的感知依旧具备非常大的提高空间，实现液压支架自主感知功能的强化和改进还需要进一步分析工作面超前压力的事先感知预报、完善液压支架重要部位受力状况、自动监测工作面俯角和仰角。

2.3工作面的直线推进控制

推移过程中的液压支架群组受到工作面地质构造、工作面仰、俯采及浮煤对刮板输送机推移行程以及推移耳轴的配合间隙等诸多因素的影响，每一次的推进都面临相应的偏差，偏差的累积常常导致一系列液压支架推进进度的差别，刮板运输机表现的状态为错落不齐，这不利于工作面顺着直线推进，还会损坏哑铃销以及导致刮板运输机的弯曲等，不利于保障工作面生产的安全性。当今，不少矿井在工作面直线推进尺度的确定上往往应用红外光束或拉线的方式进行，即结合具体测量结果人工调直刮板运输机，这种技术的效率不高，跟工作面智能化开采的需要不符合。鉴于此，引入激光对位技术和惯导定位技术对工作面进行直线度智能化控制，其中，利用惯导定位技术应用效果良好，基本实现了对工作面直线推进的智能化控制，该技术在采煤机上安装陀螺仪，实现对采煤机的精确定位，在采煤机的推进过程中，实时记录采煤机的截割情况并绘制截割轨迹，液压支架根据绘制的截割轨迹对推移行程进行修正，通过三方联动实现工作面的直线推进。

3结论

综上所述，综采工作面智能化开采的关键技术有液压支架跟机自动化技术、采煤机记忆截割技术、工作面视频监控技术、远程集中监控技术等，根据综采工作面智能化开采存在采煤机智能调高问题需要分析最佳截割曲线的工艺技术，液压支架群组跟围岩的智能耦合自适应需要实现液压支架自主感知功能的强化和改进，而工作面的直线推进控制需要引入激光对位技术和惯导定位技术。

参考文献：

[1]王高建.智能化综采工作面无人高效开采技术应用研究[J]. 煤矿机械，2021（03）：85-86.

[2] 王建双.煤矿智能化开采关键核心技术探究[J].科学技术创新，2021（05）：147-148.

[3]郭书栋.综采工作面智能化采煤技术分析[J].西部探矿工程，2021（02）：93-94.

[4]张军. 综采工作面智能化采煤技术分析[J].南方农机，2017（10）：104-105.

作者简介：

李世先（1994.12-），男，汉族，山西朔州人，大学本科，助理工程师，技术员，研究方向：采矿工程。