煤矿智能化开采模式与技术路径研究

2021-04-01裴新宇

西部探矿工程 2021年11期

裴新宇

（西山煤电<集团>有限责任公司，山西太原030000）

在煤矿开采过程中引入智能化技术，有效地促进了我国煤矿企业逐渐向着技术性人才过渡，提高了煤炭行业的经济效益，保证了煤炭质量。目前我国在煤炭开采中智能化使用中缺乏一定的概念意识、关键技术的不足等多种因素的影响，使得智能化无法在煤炭开采中得以有效运用。基于此，本文将对煤矿智能化开采模式与技术路径进行研究。

1 煤矿智能化主要模式

随着煤炭智能化技术的不断发展，煤矿企业相关部门以及相关技术人员要根据自身实际情况，充分研究煤矿智能化开采技术相关概念与发展方向，从而形成一系列理论和技术，促进煤炭行业的发展，提高煤矿开采效率。针对目前煤炭智能化开采现状，在开采中所使用的智能化开采技术包含：无人化或者少人化技术、智能化开采技术、数字化与信息化开采技术等。

1.1 无人化或少人化开采模式

无人化或者少人化的开采模式在使用过程中，是尽量减少人为劳动力，实现无人或者少人的操作，利用多种智能化技术使得煤矿开采工作在无人或者少人情况下正常进行。此外，通过使用机械化技术、自动化技术与智能化技术来促进开采模式的不断完善，基于无人或者少人操作的技术条件下，科学合理的利用先进技术，促进开采工作的发展。

1.2 智能化开采模式

由于智能化开采模式在操作手段和相关功能上具备智能化的特点，因此在煤矿开采过程中可以依据具体的采煤工艺技术以及预先设置的参数来开展工作，有效地提高了采煤工作技术水平，相比于传统的手动操作采煤模式，自动化采煤效率高、质量好。在煤矿采煤过程中要不断提高各个环节的技术应用效果，促进煤矿行业的持续发展。

1.3 数字化开采模式

在实际的煤矿开采中，利用数字化模式要根据作业面的开采机械设备数据流特点来实施，要对具体的交互形式进行明确，针对实际情况来选择合理的先进机械设备，保证使用方法的科学性，充分对各种开采机械设备进行分析与控制，促进开采工作智能化的深入。

1.4 智能自适应开采模式

智能自适应开采模式主要利用智能化技术进行处理，通过自适应技术的发展推进了煤矿开采机械设备作用的充分发挥，使得智能自适应开采技术模式被充分使用，提高了整体工作质量。同时，自动化与可视化技术相互结合，利用先进的智能化技术，促使开采工作中无人或者少人采煤的实现，减少人员劳动量，保证了工作人员的人身安全。

2 煤矿开采智能化模式技术路径研究

2.1 智能自适应开采技术分析

在智能化煤炭开采过程中使用智能自适应开采技术，通过对上层控制系统实施指令，自动进行调节，对煤层条件和周围环境因素进行分析与感知，实现煤矿综合采煤设备进行自主感知，调控执行，任务动作等装置相互配合，为煤矿开采中工作的支持与推进进行支持，实现煤矿开采无人或者少人化操作。加强对采煤工作面应用设备的有效自主操作与控制，实现采煤过程中智能感知和控制，取得煤炭智能化开采的良好效果。智能自适应技术的开采是煤矿智能化开采过程中最高的发展目标，其集中了煤矿开采技术的全部优势，是技术集成和综合的具体表现。要充分把握煤矿智能自适应开采模式的相关技术，使得在实践过程中技术的有效运用，包括直线度和水平度控制技术等。

2.2 现场远程控制技术

在实际煤矿开采过程中利用现场场景远程控制技术，实现对开采面的实际情况进行呈现以及控制，为工作人员对现场进行动态化观察和分析提供技术基础，远程控制技术的实施有效地解决了开采设备异常的问题，当发现开采设备与轨迹脱离的现象时，就可以采用远程操作的方式，实现及时的控制。例如，在煤矿开采过程中出现液压支架不合理以及采煤设备出现问题的情况下，可以利用远程操作的方式来解决现场工作存在的问题，将现场场景智能化捕捉技术、追踪技术等进行有效结合，提高远程操作的实施效果，实现了现场智能化控制。需要注意的是，在使用现场场景远程技术的过程中，要不断地进行探索分析，总结工作经验，树立正确的操作意识，促进智能化开采模式的进一步完善。

2.3 人工调度控制技术

在使用人工智能调控技术过程中，要根据实际生产状况以及生产模式，结合所需的煤炭数量对采煤的进度与速率进行调控，使得煤炭开采设备运作能够满足负荷生产需求。在实施人工调控时，可以将工作参数、煤层厚度等信息在系统中输入，实现参数的智能化分析，进而得出合适的采煤速度和进度，然后进行推算，检查是否存在问题，利用远程控制系统的智能化进行处理，提高了煤矿开采工作效率。

2.4 综采工作面自动化+可视化远程干预半智能技术模式的关键技术

在煤矿智能化开采过程中使用综采工作面自动化+可视化远程干预半智能技术模式的关键技术模式，能够有效解决智能适应开采技术模式应用中经常出现的问题，例如很难突破关键技术难点等，要利用新的思路模式与技术路线来改善智能自适应开采技术模式应用的局限性，提高了煤炭智能化开采模式的有效应用。此外，综采工作面自动化+可视化远程干预半智能技术模式的关键技术模式的使用，能够将液压支架和采煤机等多种设备进行控制，形成了以综采工作面的运输巷集中为中心的控制系统，在此基础上实现了自动化开采支护和推进的控制，促进了综合工作面的开展。与此同时，综采工作面自动化+可视化远程干预半智能技术模式的关键技术在使用过程中，通过采用综合工作面视频，实施及时监控，相关工作人员在控制中心对采煤使用设备进行监测，并对运行中出现异常的设备给予人工干预，及时纠正所存在的问题，从而促进了煤矿智能化开采技术的进一步发展。结合综采工作面自动化+可视化远程干预半智能技术模式的关键技术的实际应用状况，基于此开采模式的关键技术由远程实时操作技术、人工调控技术、现场场景远程控制技术等组成。由人工调控技术为参照，在智能化开采技术模式应用中，要按照煤矿实际开采与生产的需求量对开采模式进行调控，保证开采的合理性，在满足煤矿设备运行速度与采煤生产量的基础上，要结合各个设备的运行参数，充分分析和判断设备的工作状态，同时配合远程人工控制，实现煤矿综采智能化工作的应用，提高煤炭企业的经济效益。

3 智能化开采技术的发展方向

在实施智能化开采过程中要针对煤层地质以及实际的环境因素，研制出相对于比较精确的探测技术、分析技术以及监控技术等。根据采煤工作的实际情况，合理制定采煤方案，保证采煤工作中各项工作的顺利开展。与此同时，煤矿开采过程中引入先进的设备与技术，能够充分降低所需成本，降低采煤存在的安全问题，对各个故障点进行监测与预防。此外，可以根据现场的实际状况进行合理的调整，确保安全的进行生产。