综采工作面智能化技术的应用现状

2023-01-03高矿斌陕西陕煤澄合矿业有限公司陕西渭南715200

化工管理 2022年4期

高矿斌(陕西陕煤澄合矿业有限公司，陕西渭南 715200)

0 引言

新时代发展为工业发展提供了原动力，自动化与信息化以及智能化已经成为时代发展的支撑。在煤矿采煤工作开展的过程中，科学且合理地运用智能化采煤技术可以全面促进煤矿行业的进步[1]。另外，智能化采煤技术在综采工作中的有效运用还能够降低人员劳动力和劳动强度，进而节省成本的过度支出，需要注意当前智能化技术在综采工作中运用的时间相对较短，仍存在诸多问题，需要对其进行分析和探索。

1 综采工作面智能化技术的发展历程

第一阶段的综采工作面智能化技术即为智能控制与远程干扰的融合，实现了第一个液压支架智能控制系统在采煤工作中的运用，同时还开发了智能化远程操控采煤的平台。液压支架只能控制系统的感知力与控制力都相对较强，如：借助倾角传感器就能够感知到液压支架的姿态、利用接近传感器来感知护帮板收回以及通过高度传感器来对综采工作面进行全方位测量。其二阶段的综采工作面智能化技术的运用使用了航空激光陀螺仪，不仅打造出了准确度较高的导航系统，同时还探索出了高精密度的远程传感器与双速控制阀。这些机械和设备可以对液压支架进行全面控制，进而更好地解决综采工作面直线度控制相对较难这一问题[2]。第三阶段的综采工作面智能化技术的运用已经充分实现了煤炭资源开采的透明化发展，云计算技术与人工智能技术的快速发展不仅解决了复杂且繁琐的地质环境问题，同时有效提升了液压支架的适应控制问题。同时，随着科技的发展，煤矿井下采煤已经实现智能化开采，地面一键启动，井下完成采煤机、刮板机、皮带机和三机运转，无人值守自动采煤。

2 综采工作面智能化采煤的关键技术与智能装备

2.1 关键技术

2.1.1 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。

2.1.2 记忆采煤技术

在工作工作面中，智能化机械采煤应在工作面中找出工作区域，然后在随之全面控制采煤工作的整体水平面，最后才进行纵向切割。需要注意，全智能化的机械采煤对技术的要求相对较高。在综采工作面智能化发展进程中，为规避和弥补技术层面的不足，可以通过记忆采煤技术来对机械设备进行控制。在过程中应让专业人员来对采煤机械进行规范操作，之后智能操作系统需要对整个操作过程进行数据信息记录，之后工作的开展就可以利用这一数据来进行作业。这种方式可以节省人力，但如果煤层出现变化，则需要及时进行调整和优化[3]。

2.2 智能装备

其一为智能液压支架。诸多支架都会附着电液控制系统，但这类系统难以有效融入到液压支架内部中。所以，在设计液压支架的过程中，需要将传感器和控制器以及支架机械有效融合到一起，进而形成机电一体化的产品。这种方式既可以减少支架自身成本，同时还可以进一步提升支架的自动化和智能化运行。在过程中需要在监控中心放置一台远程操作设备，然后在利用电液控计算机的主界面与视频界面为核心要点，之后在以此控制液压支架。目前，电液控制系统正在快速普及和发展，支架与采煤机也随之实现了自动化操作。所以，支架远程控制也应以液压支架为主体，然后通过人工干预作为辅助。需要注意的是，以往传统的液压支架在升降以后会影响到综采工作面工作，甚至还会导致工作难以达到相关标准。针对这一问题的解决来讲，应借助判断各个支架在综采工作面中的实际位置来进行支架找直工作；其二为信息传输与连接。在时代快速发展的背景下，信息传播速度也在不断加快，需要加快信息输入与输入才可以促进煤矿企业长远发展。在过程中可在综采工作面中构建信息系统，确保每一个工作环节都可以在掌控之内。同时在井下作业中，也可以通过无线网来传递相关信息，实现信息传输与采煤系统的融合才可以强化综采工作和采煤工作的质量。

3 综采工作面智能化采煤技术的运用现状

3.1 综采工作面难以达到工作要求

煤矿综采工作面如果想要科学且有效利用智能化技术，那么保障综采工作面平整这一点十分重要。需要避免综采工作面建设质量不达标这一问题，一旦发生这一问题就会导致运输机回踩时出现下滑现象，这样就会增加采煤风险，并且还会直接影响到工作效率的提升。人工采煤与自动化采煤整个过程综采工作面的平整性都会直接影响到采煤工作的顺利开展，为保障综采工作面可以合理进行回采。且规避由于综采工作面地质环境不断变化对采煤安全性产生的不良影响，需要在运用智能化采煤技术之前在周边设置监控系统，这样不仅可以实现动态化监管，同时还可以全面跟踪了解设备的实际运行情况[4]。

3.2 通信平台不统一

综采工作面智能化采煤技术的运用可主要是以以太网的建立为核心要点的。但需要注意的是，在实际操作的过程中这一技术的运用依然存在较大的局限性，系统的构建也并不完善。煤矿采煤整个过程中的信息传递都是借助过太网来实现的，并且采煤工作的开展需要重视和关注实时监控信息的传递。但这一项技术并没有全面发挥出自身作用，作用没有发挥的主要因素即为系统建立阶段对网络协议的标准缺少完善的规定，这样就造成了信息在传播时出现延时或传递错误等现象的发生，进而为综采工作的顺利开展带来诸多影响。

3.3 难以自动实现综采工作面找直操作

智能化技术在采煤综采工作面中运用的目标就是保障的煤矿开采工作实现自动化，不仅可以提升煤矿出煤率，同时还能够促进产煤质量。当前，诸多工作人员都在这方面做了很多工作，但存在诸多问题有待解决，例如难以保障自动找直工作面的精准度。因此，为全面实现智能化技术在综采工作面运用时自动化效果得到全面实现，需要强化对这一技术的分析和探索。

3.4 工作人员的专业素质有待提升

当前，我国煤矿产业正在快速发展，但开采工作部分人员文化素质相对有限，而综采工作面智能技术的运用还需要高技能的工作人员，这样才可以确保这一技术在综采工作面中发挥出自身作用。在开展采煤工作时，相关技术人员需要对综采工作面进行实时监控，然后运用相应的措施来避免问题的出现。所以说强化工作人员专业技术水平是煤矿行业发展的重点问题[5]。

4 阐述综采工作面运用智能化技术问题的解决对策

4.1 健全综采工作面的自动找直与监督控制

目前，对于煤矿开采工作来讲，综采工作面的施工操作环境相对复杂繁琐，在作业过程中经常会遇到诸多问题，而这些问题都有着极大的不可控因素。因此，为进一步降低和减少这些问题对煤炭资源开采与利用带来的不良影响，工作人员应借助先进且智能化的技术来对煤矿综采工作面进行全方位监督与控制，长此以往，就能够降低综采工作面事故发生的概率。同时从工作开展的实际角度分析，综采工作面现场设备多种多样且场地相对狭窄，在这一背景下需要提升设备的使用率。在过程中为全面保障综采工作的有序开展，工作人员可以利用智能化技术来对综采工作面上的设施来开展实时监督。这种方式可以优化和完善综采工作面以往传统的监督方式，通过先进的技术与设备不仅可以降低输送机械和各类设备之间的使用差异，并且还可以全面提升综采工作效率，同时还能够降低环境要素对煤矿综采工作面带来的各方面影响。

4.2 全面实现对综采工作面的交互式监控

在煤矿综采工作面中，涉及到的操作设备多种多样，例如：采煤机、液压支架以及传输机等。这项工作的开展应借助先进的技术，然后以此来对设备运行开展有效的监督控制，这样既可以发挥出各类设备的作用价值，并且还可以促进煤炭资源的开采效率，进而全面降低安全事故的发生概率。另外，在对煤矿综采工作面进行监督与控制的过程中，应重视和关注自身运用的技术形式，主要为以下两种：一方面即为全景监督控制技术。该技术能够对煤矿综采工作面的每一个点位进行切换与拼接，不仅可以对综采工作面进行全方位监督，同时还可以依照综采工作面现场实际情况来调整监控点位，保障现场真实的情况都可以在掌控之中。另一方面即为坐标测量技术，可以放置在采煤机与传输机以及液压式支架等位置上，测量这些点位的实际运作情况，可以有效保障设备安装的准确性。

4.3 强化从业人员的专业水平

在煤矿采煤工作中，为保障各项工作的顺利开展，应全面强化工作人员的专业素质与专业能力。同时，应强化对工作人员的招聘标准，以此来保障工作人员的整体质量。煤矿企业还应定期对现有工作人员进行教育培训，借助这种方式来使工作人员可以及时了解和掌握行业内的实际发展情况与发展动态等，进而更好地促进采煤工作水平的提升，并且更好辅助综采工作面智能化技术的运用[6]。

4.4 综采工作面的智能化思考

综采工作面智能化技术是在自动化基础上实现的，主要是以工作面无人化或少人化来作为发展目标，融合多种信息感知技术与数据信息传输方式来全面实现综采工作面的智能化发展和自主化发展。对于综采工作面初级智能控制来讲，如果以远程视频监控为信息感知手段和设备程序化控制为目标，那么就需要运用经验存储与反馈控制等方式来实现综采工作面的智能化功能。例如早在2008年西方国家提出了LASC技术，而在若干年后我国也随之引入，并且对该技术进行了优化，实现了对综采设备远程可视化监督控制和记忆割煤，在诸多企业中进行了推广运用，如国家能源集团宁夏煤业有限公司红柳煤矿。

5 智能化开采的发展方向

首先，需要全面推进综采智能化技术的进步与发展。当前，我国煤炭企业综采工作面智能化技术的运用现状不容乐观，而这一问题出现的主要因素就是煤层的贮存情况较为复杂繁琐，安全问题明显。在科技技术水平快速发展的当下，也带动了煤炭企业的进步，通过有效的管理方案与良好的政策支持，可以为智能化综采工作面的实现奠定基础[7]。

其次，从煤炭资源管理角度分析，需要加快管理进度，改革以往传统的管理模式，应围绕绿色生产来开展工作，更换传统煤炭开采设备与模式，需要注意的是，之前所实施的智能化开采模式也需要进行合理调整，尤其是在我国煤炭综采水平快速发展的背景下，想要稳定市场份额，那么就需要煤炭企业开发属于且适合自己的智能化综采技术。

最后，应实现有限无人化开采。对于智能化技术运用到综采工作面来讲，有限无人化开采过程是一项十分重要的环节。在正常生产阶段，不论是综采工作面还是端头部分，都需要全面实现智能化监控，同时保障设备运行十分良好。在特殊情况时需要科学指导工作人员定期进行维护和管理，在特殊环境中确保无人化开采效果可以更加高效[8]。

另外，在面对综采工作面煤层地质条件时，相关工作人员需要对其进行精准探索。并且在这一基础上构建数字化模型，以此来为智能化综采工作开展奠定基础，这样的方式也能够为煤炭开采行为进行预判与修正。