煤炭智能化開采技術分析

沈遠偉

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭行業(yè)的發(fā)展速度也得到了進一步提高，但目前煤炭開采過程中還存在許多突出問題，一定程度上影響和制約了煤炭行業(yè)的發(fā)展。為解決目前煤炭開采過程中存在的問題，應當對煤炭開采工作的核心技術進行分析研究和創(chuàng)新。本文章通過對煤礦智能化開采關鍵核心技術進行分析研究，提出解決對策，旨在為煤炭行業(yè)的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：智慧煤礦;智能化開采;關鍵核心技術

1 煤炭智能化開采關鍵技術與裝備研發(fā)

1.1 薄煤層和較薄煤層智能化開采

由于煤層薄的特點，導致了煤層開采空間小、環(huán)境狹窄，在一定程度上限制了各類設備的貯存以及規(guī)模，導致生產(chǎn)系統(tǒng)裝備功率、性能、數(shù)量方面的不足，在一定程度上導致了開采回采率低、成本高、生產(chǎn)連續(xù)性差等缺點，成為影響和制約煤炭企業(yè)發(fā)展，煤炭行業(yè)進步的技術瓶頸。

1.2 厚煤層大采高和超大采高智能化開采

厚煤層智能化開采，在配套設備上具備大型設備的入場的條件，在相當程度上，大大提高了系統(tǒng)設備的生產(chǎn)能力。但隨著斷面的擴大，采高的增高，對地壓管理的控制也顯得更加突出和重要。2015年前后，我國企業(yè)完成了8.2m綜采成套技術和智能化控制系統(tǒng)的技術研發(fā)和使用，在厚煤層大采高、超大采高智能化開采方面取得了重大突破和成績。技術創(chuàng)新方面，優(yōu)化了控制管理體系，將單級控制網(wǎng)絡改善為兩級控制體系實現(xiàn)系統(tǒng)設備的有效控制的同時，實現(xiàn)多層級控制;完善了系統(tǒng)協(xié)議和控制機制，實現(xiàn)了配套設施的精準控制和自動化運行。

1.3 特厚煤層綜放開采智能化技術

特厚煤層主要分布在我國特大型煤礦企業(yè)，資金和技術實力雄厚，開采技術和投入相對超前，開采前景相對廣泛。特厚煤層智能化開采技術采用各類綜合先進設備入場，操作范圍廣、生產(chǎn)規(guī)模大，在相當程度上提高了勞動生產(chǎn)率，降低了勞動成本。但由于特厚煤層綜放技術對頂板控制精度高，對放頂現(xiàn)場管控嚴格，當前部分傳感器難以實現(xiàn)長時間在先對復雜的環(huán)境中穩(wěn)定運行，頻繁故障以及以兩柱式放頂煤液壓支架及自動化放煤技術在推廣應用中，面臨著現(xiàn)場頂板管控復雜，難度加大，頂板處理失效也是亟待解決的重點問題。

2 綜掘工作面智能化開采技術的設計

2.1 智能化開采工序

綜采工作面智能化開采是把煤炭作為工作輸入對象，煤炭和支護巷道作為工作輸出對象，在傳感控制、開采控制和視頻控制共同作用下采取電液控制方式，共同實現(xiàn)智能化開采。綜采工作面的信號較為復雜，很多信號交叉存在。探測的工序主要有巖層位移、地質勘探、瓦期抽采等;生產(chǎn)作業(yè)工序主要有煤炭切割、巷道支護和輸送等;視頻工序有瓦斯監(jiān)測、供電、排水等。

2.2 綜掘工作面智能開采控制系統(tǒng)

依據(jù)智能化開采工序，可把智能化開采控制分成三個系統(tǒng)，主要有視頻監(jiān)控、圍巖探測和生產(chǎn)控制。綜掘工作面智能化開采系統(tǒng)見圖1所示。

3 智能化開采技術的創(chuàng)新。

（1）研究創(chuàng)新了采煤機記憶割煤功能。采煤機具有的學習功能，可以將完成第一刀后的動作參數(shù)進行自動記憶，實現(xiàn)全工作面采煤機的記憶截割及液壓支架的跟機自動作業(yè)。

（2）通過對采煤機精確定位和滾筒自動調(diào)高系統(tǒng)的升級改造，實現(xiàn)了采煤機自動截割角煤功能。

（3）研究了液壓支架動作與乳化液流量、壓力之間的關系，解決了丟架問題。通過對礦壓數(shù)據(jù)的總結分析，實現(xiàn)了工作面圍巖等壓支護，避免了局部超壓對圍巖的破壞。

（4）優(yōu)化升級了自動控制軟件功能，實現(xiàn)了以采煤機為控制核心的綜采自動化。設備主要控制參數(shù)實現(xiàn)了數(shù)字化顯示，并可根據(jù)現(xiàn)場實際運行工況設定報警界限，實現(xiàn)了以采煤機為核心的液壓支架和運輸系統(tǒng)的協(xié)同配合作業(yè)。

4 結語

綜上所述，對于煤炭行業(yè)的發(fā)展來說，智慧煤礦的發(fā)展和建立是該行業(yè)發(fā)展史上的一次技術革命，也是該行業(yè)進行轉型的戰(zhàn)略目標。在進行智慧煤礦的建立過程當中，智能化開采是非常重要的核心技術。因此在新時代的發(fā)展下，應當總結過往發(fā)展的經(jīng)驗，利用目前的新技術新科技不斷提高核心技術水平。這樣才能夠實現(xiàn)智慧煤礦的高效綠色發(fā)展，促進煤炭行業(yè)的進步，為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展提供有利的支持。

參考文獻

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