综掘工作面智能化开采技术研究

2021-04-10马强张再涛马勇徐育

新型工业化 2021年3期

关键词：掘进机巷道工作面

马强，张再涛，马勇，徐育

（兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿，山东济宁 272053）

0 引言

综掘工作面智能化开采技术的应用可以很大程度上提高煤矿资源的总体开采质量。尤其在当前社会各界对于煤矿资产开采的安全性提出更高期待的情况下，确保智能化开采技术的有效应用，成为了煤矿领域工作人员重点关注的问题。

1 综掘工作面智能化开采技术存在的问题

1.1 视频监控智能化技术方案不够完整

视频监控技术的应用水平直接影响着综掘面状态的监控质量，可以很大程度上影响煤矿资源的开发质量。但是，一些视频监控技术缺乏与智能化技术的完整对接，在煤矿开采过程中，未能实现对视频画面稳定性的有效维护，视频监控点位的粉尘量超出预定计划，难以保证远程视频为煤矿开采提供有价值的信息。一些智能化开采技术的应用缺乏对综掘面轮廓情况的研究总结，在进行掘进机装置应用方案设计过程中，难以凭借视频监控内容实现对机械转速和电流情况的科协调节，无法根据机械温度等重要工况参数制定智能化技术的调整方案[1]。一些视频监控技术的应用缺乏对热成像技术优越性的总结，导致高清成像的效果不够理想，无法在视频监控技术应用过程中，更加有效的适应视频监控举措的创新需要。

1.2 综掘面运输系统的构建水平较差

一些智能化技术的应用缺乏对综掘面规模特点的研究分析，未能对综掘面扩大状态下，运输系统突出价值的总结分析，导致智能化技术在具体应用的过程中，无法与运输系统的构成和应用需求相适应，也使得煤矿开采过程中的重要原料补给机制难以得到成熟构建。一些材料运输措施的设计缺乏对原煤运输特点的总结研究，在进行智能化技术具体应用的过程中，缺乏对综掘面空间特征的调查总结，导致智能化技术的应用无法充分满足综掘面长期开采需要，也使得智能化机器人的引进和应用难以取得理想效果。

1.3 锚杆支护管理系统的构建存在不足

部分锚杆支护管理系统在设计过程中，对于综掘面的支护需求总结研究存在不足，缺乏对支护技术与智能技术对接情况的总结分析，尤其对于智能化按照技术的运行有效性调查总结不够充分，无法在钻孔及铁丝网铺设方面实现智能化技术优势的完整开发。一些综掘面锚杆支护技术在设计过程中，缺乏对整体支护效果构成情况的有效分析，未能将智能化技术在铺网方案制定中进行有效使用，导致锚杆支护设计方案无法得到改良。

1.4 掘进机的应用与综掘面的对接不够充分

一些综掘面智能化技术在应用过程中，对于掘进机装置的应用特征调查研究存在不足，缺乏对智能化关键技术构成特点的考察分析，未能结合断面特征进行成型技术的应用，导致煤矿无法在智能化技术应用的过程中实现形态和方位的识别，也使得关键性智能技术无法为掘进机姿态的合理控制提供支持。一些定位技术在应用过程中，缺乏对机器视觉测量情况的总结分析，尤其对于激光制导技术已有应用成果的总结，导致惯性导航技术在具体应用过程中，难以为巷道掘进技术的成熟化应用提供精准支持，也使得掘进机与巷道的耦合关系无法得到有效的构建。一些掘进机技术的应用措施缺乏对自主导航体系特征的研究，不利于综掘面开采综合质量的优化[2]。

1.5 巷道变形智能化技术的应用质量较差

一些巷道变形智能化技术在制定应用方案的过程中，对于煤矿资产开采强度的需求调查分析存在不足，缺乏对综掘工作面生产性工作实施特点的总结研究，未能结合自动化技术的特征制定智能化技术的具体应用方案，导致巷道变形智能化技术的应用无法实现各类重型设备的合理调配，无法为煤矿高质量开采提供帮助。一些巷道变形智能化技术的应用缺乏对瓦斯涌出量情况的重视，未能结合巷道断面特点实现煤矿深度开采技术需求的总结，导致综掘面支护技术的因果能够难以与巷道的形态特征保持一致，也使得支护技术的应用无法具备足够的及时性。一些智能化技术的应用缺乏对巷道塑性变形区域特征的分析研究，没有结合破碎区数量的变化情况制定巷道形变分析方案，导致智能化技术难以充分适应综掘面管控需要，无法保证智能感知技术的优势得到充分显现。

1.6 智能化开采工序的构建缺乏合理性

部分智能化技术在应用过程中，缺乏对现有工序设置科学性的总结，没有针对煤壁的特征制定巷道开掘的具体方案，也使得工序无法在明确煤矿开采需求的基础上得到改进。一些智能化技术的应用，缺乏对控制系统各模块工作原理的总结，导致系统各职能的协同性难以得到提升。一些职能化开采工序的设计工作缺乏对信号资源测量需求的有效总结，没有结合工作面特征制定勘测方案，导致工序在调整创新的过程中，难以保证与煤矿总体开采需求保持一致，不利于煤矿产量的提升。

2 综掘工作面智能化开采技术的改进策略

2.1 视频监控智能化技术方案的完整性

在进行综掘工作面技术创新方案设计过程中，务必加强对视频监控技术多方面应用价值的总结，尤其要对智能化技术在提升综掘面开采信息整合供给质量方面的作用进行总结，使综掘面开采技术的应用能够与煤矿资源的精准开采需求相符合。一定要对煤矿开采环境进行细化研究，并对视频监控技术应用过程中，屏幕的晃动情况进行作用考察，结合粉尘量的特点实现远程视频效果的价值总结，为综掘面开采技术的合理应用提供帮助。要加强对视频成像轮廓情况的分析，并以此为基础实现掘进机装置转速的合理控制，确保相应的电流控制方案得到改良，为重要工况参数的准确总结和应用提供帮助。视频监控智能化技术的应用还必须加强对综掘面高清成像效果的分析考察，以此保证视频监控结论得到精准应用[3]。

2.2 提升综掘面运输系统的构建质量

在进行综掘面运输系统设计过程中，需要结合智能化技术的特征制定综掘面规模管控措施，并保证运输系统的建设可以为综掘智能化技术的应用提供精准支持，从而满足煤矿开采过程中的物资补给需要。一定要加强对煤矿开采技术运行特征的研究，结合原煤运输所需条件，对综掘面所处空间的特征进行考察，并保证补给智能化技术得到更加有效的构建。综掘面运输系统的设计还必须加强对机器人技术特征的分析研究，使综掘面运输方案可以得到更高水平的创新。

2.3 提高锚杆支护管理系统的构建水平

在进行锚杆支护管理系统具体建设的过程中，要加强对综掘面支护技术特征的分析研究，并对锚杆支护的相关举措进行必要的价值总结，为综掘面支护技术充分整合外部资源提供帮助。一定要对安装智能化技术的运行特征加以研究，结合钻孔及铁丝网铺设需要，制定智能化技术的创新应用方案，为锚杆支护管理措施的有效运行提供帮助。要加强对智能化铺网方案特征的总结分析，尤其要对支护技术应用过程中，锚杆方位合理性加以总结，确保智能化技术可以与铺网需求实现完整结合。

2.4 提高掘进机应用与综掘面的对接充分度

在掘进机智能化技术设计应用过程中，需要加强对掘进机技术实际应用效果的总结，结合煤矿开采过程中的断面特点，对智能技术与掘进机技术进行融合应用，确保智能成型控制技术的应用能够为掘进机姿态的精准控制需求保持一致，进而满足煤矿资源的创新开采需要。一定要实现对机械设备视觉测量情况的调查总结，并结合惯性导航技术与激光制导技术的创新发展特点，制定巷道掘进方案的设计策略，并保证巷道掘进激活素的应用优势得到凸显，为自主导航体系的高水平构建提供更加充足的保障。

2.5 提高巷道变形智能化技术的应用质量

在制定巷道变形智能化技术的具体应用策略过程中，要结合煤矿资源开采强度的特点，制定自动化技术的应用细节，按照综掘面的实际开采需求，进行重型设备配置方案的构建，为智能化技术应用价值的完整开发提供帮助。一定要加强对瓦斯涌出量构成情况的分别系，结合综掘巷道断面的形态特征，制定巷道变形智能化技术的具体应用方案，为智能化技术充分满足煤矿掘进需求提供帮助。要结合矿产资源开采深度的特点，制定符合巷道开挖技术应用需求的具体策略，尤其要对支护技术的应用有效性加以总结，使智能化技术的应用可以与巷道的塑性变形特征相符合，并保证可以促进煤矿资源开采总量的优化[4]。

2.6 提高智能化开采工序的构建合理性

智能化技术在具体应用的过程中，要将煤壁作为重要关注因素，结合煤矿开采技术的实际应用情况，对煤矿巷道的成型情况加以研究，使工序的设计可以与煤矿开采各项技术的整合应用需求相适应，进而满足综掘面开采技术的应用需要。一定要对智能化技术应用过程中，各个技术模块构成特点的分析，尤其要对信号资源的可测量属性予以研究，使工作面的探测需求可以得到满足。智能化技术的应用还必须实现对地质探测所需条件的总结，根据水源和瓦斯情况制定智能化开采工序，以此提升煤矿产量。