煤矿综采工作面智能化技术与设备分析

徐浩哲

摘要：近几十年来，随着中国社会经济的不断发展，城市现代化水平普遍提高，对能源的要求也不断增加。煤矿开采是中国能源的重要来源，为人们的生活提供了极大的便利。为了进一步提高煤炭资源的开采效率和产量，煤矿企业需要结合自身实际情况加强对综采工作面实施智能化和自动化创新改造，确保其能够顺应时代的发展趋势，同时为提高开采效率提供可靠保障。主要对煤矿综采工作面智能化技术与设备进行了分析和研究，进而为推动煤炭行业的发展和进步提供参考和帮助。

关键词：煤矿;综采工作面;智能化技术;设备

引言

现阶段，煤炭在经济发展和工业生产过程中起着非常重要的作用。值得注意的是，现代技术的发展使得人工智能技术逐渐融入到传统的煤炭开采技术中，但随之而来的是各种问题以及各种安全隐患，轻者设备停止运转，重者则会造成重大安全事故。这不仅仅会给企业造成一定的损失，而且技术人员的安全也会受到影响。因此，应当在智能化与实践技术相结合的过程中，整体提高安全意识，做到早预防、快处理，尽可能在事故发生之前精准制止，保障安全、高效生产。

1矿综采智能化工作面的技术优势

①有利于提高机械化水平。加强自动化技术在煤矿中的应用，提高采煤作业的自动化水平，将矿工的工作量控制在合理范围内，降低煤炭企业的劳动力成本，带动产业升级。结构和保证采煤。总体而言，自动化采矿技术、计算机设备应用广泛，计算机处理大量数据，帮助计算多种数据，并通过不断优化数据在全机械化开采中实现自动化，提高采煤技术的效率。②有利于形成对高难度开采工作较高的应对能力。综采工作面智能化技术的功能主要体现在无人采矿和系统测试中，应用后可顺利完成采矿作业。其中，无人采煤功能，借助远程操作设备，让操作人员在地面上远程控制设备，保障煤矿开采的顺利进行，防止井下事故的发生，防止井下复杂因素对矿山的影响。不同的煤矿条件需要采用其他采煤技术，如短壁综采，因其空间小，对厚煤层煤矿的适用性强，突破了空间有限的影响，提高煤矿工作效率。③监控参数以确保实时性能。在综采工作面中，智能设备及其技术系统可以实现智能数据监控。例如，地面调度室的智能集成系统不仅可以用钥匙启动和停止，还可以监控实时工作设备的启动、运行、装载和暂停，确保综采工作的顺利进行，并更及时地发现综采工作面机械化开采中存在的潜在问题，提高综采工作面机械化开采时间。④自动控制以提高精度。综采工作面支护自动控制、降尘自动化系统、耦合控制系统、综采顺序控制等。在综采工作面实施自动控制技术，将以前的人工控制和机械化作业内容纳入智能系统，通过计算机系统进行智能控制，有助于减少人工操作造成的误差，提高综采作业的精度。

2煤矿综采工作面智能化技术类别分析

2.1位置监测技术

综采工作面在智能化发展进程中，应实时确定与科学调整的采煤机的位置。在长时间的探索和研究中发现，惯性导航技术是自动监测采煤机位置与导航的高效方式，该技术主要是通过加速度计算与陀螺仪来确定采煤机的实际位置，但长时间使用这种技术容易出现误差。所以，应融合其他技术，以此作为辅助监测，这样可以全面降低误差，例如可以使用闭合路径算法。在借助位置监测技术进行自动导航这一点十分重要，既可以规避人工作业，同时在大型工作面中智能化技术也可以全面替代人工作业。

2.2识别技术

智能识别技术作为综采工作面智能化技术之一，在提高综采自动化水平方面起着显著作用。煤矿企业和工作人员首先要明确具体的开采需求，同时建立显影的数学模型，借助网络技术设计相应的验证算法，从而提高识别的精准度，并且還要不断对其进行创新和改进，开发更加先进的智能化技术。煤矿开采作业的环境具有一定的复杂性，只使用以往的记忆识别程序和振动频率传感器无法在实际中起到较为明显的作用。因此煤矿企业应积极投入研究资金和人力等资源，研发具有高分辨率的自动传感器，减少开采成本，同时学习与借鉴国外先进技术和经验，进一步提高综采工作面作业的智能化水平。

2.3三维实景建模技术

利用时空地理信息系统可以对采煤工作面的三维实景进行建模分析，基于该三维模型可以实现自适应割煤。以上技术只适用于采煤工作面比较简单的情形，如果工作面情况稍微复杂，该技术则难以实践应用。工作面进一步结合惯性导航技术、激光雷达技术、高清视频系统，构建了更加准确的工作面三维实景。具体应用时，利用激光雷达技术可以对采煤工作面中的一些关键装备的主要零部件进行扫描，比如液压支架的立柱、底座，输送机挡煤板，电缆槽等。基于扫描数据建立设备的三维模型，如雷达扫描和高清视频系统的融合使用，可以对煤壁进行扫描，并对煤岩界面进行高效识别。

2.4视频监控技术

综合开采面模拟开采系统增强虚拟现实技术，构建三维真实开采环境，模拟作业过程设备和采煤全过程，系统可与操作者互动，实时穿越所有空间，达到系统仿真的全部范围。该系统可以确定空间状态、管理物体的运动、识别物体、输入和处理信息集、模拟自然现象、识别物体等。该系统的一个显著特点是构建了一个非常接近的三维环境。结合计算机在实际挖矿状态下，显示当前挖矿状态，一组设备运行参数，各种设备动态渲染，生产系统当前状态规划等。实现了各类设备开采参数的评价和优化目标，这是生产系统的基础。

3煤矿综采工作面智能化设备分析

3.1采煤机

采煤机是综采工作面运行的主要设备之一，将采煤机智能化主要是根据其发挥的作用来改善，最重要的一点就是实现工作模式的系统化，通过增加微电系统，内置传感器模块，对矿洞内的设备运行情况进行监测和反馈，这样不仅改善了工作模式，而且采煤机内部安装有监测系统，远程操作台安装在监控系统内部，一旦监测到采煤机出现问题，操作台就会发出命令，提示及时处置，真正做到了对采煤机的远程操作，大大提升了采煤机的效率。

3.2液压支架

对于液压支架，需要对其内部系统进行一定的改进和优化，从而解决其结构不统一的问题。若液压支架与电液控制系统之间无法进行协调作业，会导致液压支架只是作为生产附加品来起到相应的作用。因此需要对液压支架和电液控制系统进行统一处理，同时在此技术上采用传感器、控制器和机械结构互相联合的方式来降低支架成本，在一体化升级工作逐渐推进的情况下，液压支架的智能化水平得到进一步的提升。比如在煤矿开采作业中，工作人员在远程操作台上进行一定的设置，借助视频技术来控制液压支架和其他辅助设备，实现煤矿开采的智能化目标。

3.3运输机

目前来说，煤炭行业最先进的运输机是智能刮板运输机。煤炭运输机的产生依赖于采煤机，也就是为采煤机的后续产出服务的设备。衡量这种设备位置偏差的方法有直线度检测和平直度检测。若两种检测结果均合格才能保证运输机不会上下滑动，或者产生其他危险事故，确保运输机在实际生产中正常工作。

结语

基于目前不断将先进技术和装备应用于煤矿综采生产的发展现状，可以采取科学的集成方案，完善系统架构，整合原有的综采生产和控制系统。综合智能信息管理系统。通过智能系统的应用，实现了自动化生产，解放了劳动力。同时，通过建设未来自动化网络和控制系统，充分应用云计算和大数据技术，创新发展，大大提高综采作业效率，促进真正无人化、智能化的发展。

参考文献：

[1]许小永，王建军.煤矿综采工作面智能化技术与设备的发展研究[J].江西化工，2020（3）：154-156.