關(guān)于煤礦綜采工作面無人化開采技術(shù)分析

王文杰

【摘 要】為了使煤礦開采量得到有效提升，煤炭開采中廣泛應(yīng)用了煤礦綜采工作面無人開采技術(shù)。當(dāng)前的煤礦綜采無人開采技術(shù)由于受到了技術(shù)和非技術(shù)等多方面因素的影響，還需要從多個方面進行完善和發(fā)展^[1]。地質(zhì)狀況比較復(fù)雜和協(xié)同作業(yè)設(shè)備等多方面因素的影響，導(dǎo)致綜采工作面無人化開采受到嚴(yán)重制約，所以就需要加強對煤礦綜采工作面無人化開采技術(shù)的研究，對其技術(shù)有效應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】綜采工作面;煤礦;無人化開采技術(shù)

煤炭工作具有很高的危險性，同時工作環(huán)境相對惡劣，并且具有嚴(yán)峻的工作形勢，在綜采工作面經(jīng)常會出現(xiàn)一些事故，導(dǎo)致煤礦行業(yè)存在一定的困境。為了使煤礦開采中人員死亡率減少，最有效的方式就是使煤礦開采區(qū)的人員開采減少，甚至實現(xiàn)無人開采的模式，而這種模式對煤礦行業(yè)不僅是進步，還面臨著一定的挑戰(zhàn)，只有實現(xiàn)無人開采，才能使工作人員的生命安全得到保證，使事故的發(fā)生得到有效減少^[2]。

一、綜采工作面無人化開采概述

綜采工作面無人化就是工作面無人，在工作面之外的區(qū)域操作和控制相應(yīng)機電設(shè)備，從而使各項工序得以完成，其中主要包括了煤礦的采掘、裝卸、運輸和支護等，對采空區(qū)進行規(guī)范化處理，還有就是工作面有人，但是不操作機械設(shè)備，只負(fù)責(zé)對工作面的巡檢^[3]。

煤礦綜采就是利用綜合機械進行煤礦開采，利用相應(yīng)機械進行煤礦的采掘和裝卸，并且通過井下輸送機與液壓支護進行煤礦的運輸和支護，使煤礦開采實現(xiàn)機械化作業(yè)。結(jié)合實際范圍可以將綜采工作面分為兩種，廣義上的回采工作面主要包括了運輸巷和回風(fēng)巷，其中涉及到了大約十四種設(shè)備，而狹義的回采工作面包含了刮板輸送機、液壓支架和端頭支架。

綜采工作面無人化開采就是依托于智能化和自動化方法，當(dāng)工作面正常生產(chǎn)時，就會將本來在危險點的工作人員轉(zhuǎn)移到比較安全的地點，對采場進行無人控制和操作，使工作面不會出現(xiàn)任何一個人員。

二、主要的影響因素

（一）環(huán)境因素

環(huán)境是無人化開采中最重要的一項影響因素，而工作面頂板、地板條件和煤礦壓力等多種因素的影響，都會導(dǎo)致工作面的開采受到阻礙。

（二）設(shè)備因素

無人化開采對機械設(shè)備的要求更高，設(shè)備運行過程中不僅需要具備較高的穩(wěn)定性和安全性，還需要具備一定的自動化功能。例如采煤機需要實現(xiàn)在線檢測、故障診斷、記憶割煤等功能，同時無人化開采中還需要對可以實時掌握設(shè)備實際運轉(zhuǎn)情況的技術(shù)進行合理配置。

（三）技術(shù)因素

就當(dāng)前的情況來說，井下智能化和自動化技術(shù)水平相對并不高，其與預(yù)期效果仍然存在著一定的距離，所以利用與人類感官和大腦運作方式比較類似的方法，可以實現(xiàn)無人化開采技術(shù)的研究。當(dāng)前仍然在研究和發(fā)展礦業(yè)智能化技術(shù)，其中包括了煤巖識別、煤巖分界和直線度控制等多個方面，因此就使無人化開采的實行和發(fā)展受到制約。

（四）人為因素

人為因素在一定程度上會使無人化開采的順利實行受到影響。由于沒有成功的案例，所以多數(shù)人都覺得無人化開采是一種設(shè)想，無論是技術(shù)還是成本，要想真正實現(xiàn)無人化還需要走很長一段路，由于畏懼各項技術(shù)要求，從而對更多技術(shù)人員的組織比較困難，專項科研的開展受到阻礙，所以造成無人化開采長期停滯不前。

（五）管理因素

在無人化開采應(yīng)用之后就一定會轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和管理模式，同時采煤機司機和支架工自身的角色會出現(xiàn)一定變化，他們會從現(xiàn)場操作人員變化為巡檢人員，還有可能成為遠端控制人員，這不僅對工作人員自身具有一定的考驗，還考驗了生產(chǎn)管理模式。

三、實現(xiàn)煤礦綜采工作面無人化開采的思路與方法

（一）由簡單地質(zhì)條件向復(fù)雜地質(zhì)條件過渡

綜采工作面的地質(zhì)環(huán)境經(jīng)常會比較復(fù)雜，這不僅會影響到無人化開采的實現(xiàn)，還會在一定條件下逐漸成為制約因素。所以就需要工作人員在地質(zhì)條件比較簡單的工作面進行試點，對其實行無人化開采，對其經(jīng)驗進行合理總結(jié)，同時還要結(jié)合實際情況調(diào)整技術(shù)方案，注重引進各種先進的無人化開采技術(shù)，然后再將無人化開采向地質(zhì)條件相對復(fù)雜的工作面過渡，從而不斷實現(xiàn)無人化開采的預(yù)期目標(biāo)。

（二）由遠程遙控向智能化無人開采發(fā)展

工作面無人開采就是以遠程遙感為核心，在綜采工作面上應(yīng)用了人類感官等特點，將本來處于危險環(huán)境下的人員轉(zhuǎn)移到控制區(qū)域，從而在監(jiān)控中心對各種設(shè)備實現(xiàn)操作和控制，使無人化開采得以實現(xiàn)。遠程遙控對智能化和自動化技術(shù)具有相對較低的實際要求，當(dāng)一些關(guān)鍵設(shè)備不能合理適應(yīng)時也可以達到預(yù)想的目標(biāo)，但是從總體角度來說，無人化開采以遠程遙控為核心，其適應(yīng)能力不足，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件出現(xiàn)變化時，或者是整個系統(tǒng)中存在設(shè)備故障問題，就需要工作人員進入工作面對其設(shè)備進行檢查，進而進行調(diào)整和維修。

而工作面無人化開采中以智能化技術(shù)為核心，其在成功研發(fā)之后，在井下信息傳輸技術(shù)、設(shè)備定位技術(shù)等多個方面中得到了應(yīng)用，使工作面智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)了一體化，其系統(tǒng)不僅為無人化開采提供了一定的條件，還在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用，使各個設(shè)備連續(xù)、高效的運行得到進一步保障，使工作面無人化開采和智能化管理得到有效實現(xiàn)。隨著煤礦技術(shù)的逐漸進步，煤礦開采在未來涉及到的地質(zhì)條件會越來越復(fù)雜，還會存在比較復(fù)雜的機械設(shè)備和綜采工作面，而合理應(yīng)用先進的技術(shù)成果，可以實現(xiàn)不需要人工干預(yù)的綜采工作面無人化開采。

四、結(jié)束語

綜采工作面無人化開采不僅可以使井下事故人員傷亡數(shù)量得到有效減少，還可以對工作面超產(chǎn)現(xiàn)象合理遏制。而無人化開采不僅要分析工作面的各項非技術(shù)條件，還需要加強井下監(jiān)控工作，促進通信技術(shù)的發(fā)展，為無人化開采提供一定的技術(shù)作為有效支撐。在早期的無人化開采中主要從簡單地質(zhì)條件向復(fù)雜地質(zhì)條件過渡，其對無人化開采要求的掌握具有重要意義?，F(xiàn)階段煤礦綜采工作面無人化開采主要以遠程遙感為核心和以智能化技術(shù)為核心，而智能化無人開采可以看做是遠程遙感無人化開采的延伸，隨著礦業(yè)技術(shù)的逐漸進步，綜采工作面開采中智能化無人開采會逐漸成為主流形式。

參考文獻：

[1]索智文.煤礦綜采工作面無人化開采技術(shù)研究[J].工礦自動化，2017，43（1）：22-26.

[2]車勇.煤礦綜采工作面無人化開采技術(shù)探析[J].科技風(fēng)，2017（15）：107-108.

[3]任建功.煤礦綜采工作面綜合機械化開采技術(shù)分析[J].能源與節(jié)能，2016（9）：127-128.

（作者單位：徐州礦務(wù)集團有限公司張集煤礦）