綜掘工作面智能化開采技術研究

(陜西陜煤陜北礦業公司檸條塔礦，陜西 榆林 719300)

0 引言

煤礦在開采過程中，綜掘工作面是煤礦開采的“開拓者”，其工作環境相對惡劣，危險系數相對較高，全面提升其智能化開采技術水平，對于降低綜掘工作勞動強度，提升綜掘工作實效有著非常明顯的作用。因此，對綜掘工作面智能化開采技術進行研究非常關鍵。

1 綜掘工作面智能化開采技術要點

1.1 綜掘工作面智能化開采工序設定

智能工作面智能化開采技術主要以煤壁作為輸入對象，輸出對象主要是開掘的煤炭和成型的巷道。在具體工作中，通過視頻控制、生產控制及探測控制等方式對綜掘工作面各個模塊進行控制。整個系統內各個工作職能相互協同，共同完成智能化開采。綜采工作面，整體的信息來源相對于傳統工作面更為復雜，可控性與不可控性信號、可測量性與不可測量性信號相互交叉。在進行工作面探測時，首先對巖層移動情況進行探測，然后對地質進行勘測，第三對水源進行探測，最后根據探測情況，開展瓦斯抽采等。具體生產環節主要包含有運輸、支護及隔煤。在智能化開采技術中，視頻工具主要包含有對排水、通風及供電情況進行監測等。

1.2 綜掘工作面智能化開采控制系統

從當前綜掘工作面智能化開采技術在綜掘工作面使用情況來看，整個控制系統主要包含有3個方面的內容，具體為：視頻監控系統、生產控制系統及圍巖探測系統，其中，視頻監控系統主要是實現綜掘工作面視頻監控的智能化，主要監測的內容是巷道變形情況、瓦斯抽采情況、通風除塵情況。生產控制系統主要包含三個方面，分別為運輸系統、錨桿系統及掘進機系統。圍巖探測系統主要是對圍巖變形情況進行探測。

1.3 綜掘工作面智能化開采關鍵技術

1)綜掘工作面巷道變形智能化控制技術。隨著煤礦開采強度的不斷提升，對于綜掘工作面生產的自動化水平要求持續增加，特別是各種類型重型設備的應用，再加上瓦斯涌出量的不斷增加，對于綜掘巷道斷面的要求在持續增加。當前很多煤礦已經進入到深部開采的階段，綜掘工作面支護等方面相對于傳統的巷道支護出現了較大的變化，若巷道開挖之后，不能在第一時間實現有效支護，巷道塑性變形區與圍巖破碎區會出現急劇增加的情況，在整個變形的過程中，若能夠及時給予高強度的錨網索支護，能夠實現巷道變形的有效控制。但從綜掘工作面智能化控制技術來看，其具備有智能控制和智能感知的功能，在進行開掘之前，需結合煤礦實際地質條件及綜掘工作面開掘需求，研究出符合綜掘工作面實際需要的智能化控制，確保達到智能控制需求，準確預測圍巖變形并智能控制圍巖變形。

2)綜掘面掘進機智能化技術。在綜掘工作面開采的過程中，掘進機是其中關鍵的設備，從當前掘進機智能化技術來看，其中關鍵技術為：斷面智能成型控制技術、煤巖智能識別技術及掘進機姿態定位技術，其中在定位技術當中，當前已經取得較好應用效果的是機器視覺測量定位技術、激光制導技術及慣性導航技術，能夠將掘進過程中巷道開掘過程中巷道和掘進機之間的耦合關系展現出來，在巷道掘進過程中形成自主導航體系，是當前總掘面開掘關鍵技術。

3)綜掘面錨桿支護智能化技術。從當前綜掘面支護情況來看，錨桿支護仍舊是綜掘面常見的支護技術，從該技術智能工作情況來看，其中關鍵的技術為：安裝智能化、鐵絲網鋪設智能化及鉆孔智能化。現階段，安裝智能化水平與鉆孔智能化水平相對于先前已經取得了較大的進展，特別是在使用了掘錨一體機之后，整體的支護效果更好，但是鋪設網整體的智能化水平相對于實際需求仍舊有著較大的提升空間，并沒有形成一整套完整的智能化鋪網方案，從當前支護智能化技術開展情況來看，可以在錨桿支護設計過程中，進行更為深層次的優化，提升鋪網的智能化水平。

4)綜掘面運輸系統智能化技術。隨著綜掘面規模的不斷擴大，運輸系統智能化已經成為整個綜掘智能化的關鍵。從當前運輸系統智能化開展情況來看，其主要在于補給運輸、材料運輸及原煤運輸，從具體工作來看，受到綜掘面空間影響較大的是補給智能化及材料運輸智能化，從未來發展情況來分析，人工裝卸材料可由智能裝備或者機器人進行裝卸，全面實現綜掘面運輸智能化發展。

5)視頻監控智能化技術。視頻監控是綜掘面智能化發展的關鍵。綜掘面相對于煤礦井下其他工作面的特點就是其視頻晃動非常明顯，粉塵量也非常大，影響到遠程視頻的效果，所以，構建出綜掘工作面成像輪廓與掘進機轉速、電流、機頭溫度等工況參數的非線性規律關系，探索基于熱成像技術的綜掘工作面高清成像研究，是更好提升綜掘面視頻監控智能化水平的關鍵。

2 提升綜掘工作面智能化開采技術應用水平的相關措施

2.1 對綜掘工作面智能化技術相關制度進行完善

隨著各種技術裝備的不斷更新換代，相關的管理制度需要及時進行配套，因此，為了在綜掘工作面發展中更好將智能化技術的效能發揮出來，對相關制度進行完善是非常重要的。在具體實施過程中，需結合煤礦綜掘面實際工作開展情況，將智能化綜掘技術和傳統綜掘制度進行相互融合研究，在這個過程中，必要情況下借助高等院?；蛘呖蒲性核谶@個方面的技術和人才優勢，確保制定的各項政策措施的科學性水平。同時，在各項政策措施具體實行的過程中，應當設定出相對較高的安全系數，為智能化技術的應用提供出更為可靠的應用環境。

2.2 全面強化綜掘工作面智能化技術操控人員的技術水平

針對當前綜掘工作面智能化水平的不斷提升，對于綜掘工作面實際技術人員操作技術水平提出了更高的要求，因此，只有技術人員操控水平與實際裝備水平相匹配，才能確保智能化技術實際使用效果及使用的安全性，因此，需全面提升智能化操控人員綜合素質水平。在具體實施的過程中，應當從培訓環節入手。培訓過程中應當注意理論培訓與實踐培訓相結合。在培訓之前注重參加培訓人員的整體素質，盡量選擇學歷較高、工作經驗相對豐富的年輕人員，確保相關先進技術能夠及時有效地被消化吸收。此外，整個過程中應當適當加大實踐培訓所占的比重，拓展實踐培訓涉及面，更好提升培訓實效，讓更多人員以更為積極主動的態度參與到培訓當中。

2.3 強化對綜掘工作面智能化技術應用效果的考核

針對當前綜掘工作面智能化技術不斷發展的實際，全面強化智能化技術應用情況的考核，對于更好推廣各項智能化技術發揮智能化技術在綜掘工作面實際效果非常關鍵。在具體實施的過程中，應在具體應用技術制度的基礎上，制定出相關的獎懲制度，對于應用效果較好的旗幟鮮明進行獎勵，對于應用效果較差的進行針對性懲罰，為智能化技術在煤礦綜掘工作面的應用提供出更好的空間。

3 結語

將智能化開采技術應用到綜掘工作面生產過程中非常重要，整體的應用復雜性也相對較高，因此，需要煤礦企業全面認識到綜掘工作面開采技術特點，為智能化技術的應用打下堅實技術基礎，更好提升綜掘工作面智能化開采水平，滿足煤礦現代化發展的實際需要。