探究綜采工作面智能化開采技術

李世先 岳偉 郝長淼

關鍵詞：綜采工作面;智能化;開采;技術

基于人工智能技術的進步，人們業已處在智能化社會時代中，一系列領都應用智能化技術，煤礦產業也是如此。常規的綜采技術較難提升煤礦開采產能以及確保開采的安全性，因此智能化開采技術的應用顯得非常關鍵。尤為關鍵的是，5G通訊技術的應用使煤礦開采的智能化水平提升。

1綜采工作面智能化開采的關鍵技術

1.1液壓支架跟機自動化技術

液壓支架跟機自動化技術指的是立足于采煤機位置，根據煤礦開采工藝，結合采煤機工作情況、工作面傾角和頂板壓力、液壓支架姿態等劃分生產過程為各種階段，明確適宜的割煤工藝，自動控制液壓支架中部跟機、端頭清浮煤、轉載機等，該技術可以確保工作面有序銜接生產情況，從而提升生產的高效性和安全性。液壓支架跟機自動化技術應確定采煤機位置、確保智能工作面設備工作情況的正常、準確設計電液控制參數，以及有效控制采煤機運行速度，以確保工作面的穩步推進。

1.2采煤機記憶截割技術

采煤機記憶截割技術指的是立足于液壓支架跟機自動化，根據支架象限轉換點與跟機階段分割采煤機記憶割煤象限，以及根據示范刀記錄的姿態參數、運行參數、滾筒高度軌跡開展智能化運算，以使記憶截割模板形成，在自動截割時持續調整誤差，保障工作面采煤機記憶割煤切換和液壓支架全工作面自動化控制的匹配，以使自動減速、加速、臥底、調高等目的實現，減小人工干預的幾率以及提升自動化跟機效率。

1.3工作面視頻監控技術

工作面視頻監控技術可以在工作面延伸試聽感官，將攝像儀安裝在工作面及時跟蹤采煤機，這樣一來，視頻拼接和跟機推送的目的任務自動完成，從而可以遠程監控工作面。

1.4遠程集中監控技術

遠程集中監控系統可以在控制中心監控液壓支架、泵站、三機等，以及對采煤主機、開關、泵站、三機、電液控主機的監控信息進行匯總，然后向一系列主機分發相關信息。

2綜采工作面智能化開采存在的技術問題和解決策略

2.1采煤機智能調高

采煤機智能調高即結合各種煤層賦存現狀對搖臂高度進行自動調整，進而準確截割煤層。當今，智能化采煤系統重點結合記憶截割模板準確調節采煤機搖臂高度，此環節是借助截割曲線（固定模式）實現自動截割，跟復雜多變的煤層賦存現狀不適應。以控制邏輯作為視角而言，想要實現采煤機截割準確度的提升，應對煤巖體分界面進行實時感知，確保準確識別煤巖，因為煤巖體的物理特性和賦存狀況的不確定性非常大，再者紅外線和雷達探測技術較難提升控制的準確性。為此，需要分析煤層截割參數動態、智能模擬推演、地質信息精準預測、智能擬合最佳截割曲線的工藝技術，以精準控制煤礦生產。

2.2液壓支架群組跟圍巖的智能耦合自適

煤礦機械化開采的重要設備是液壓支架群組。當今，煤礦可以自動調整液壓支架群組，然而，液壓支架動作控制的協調性和精準性還面臨一些缺陷。為此，非常有必要探究液壓支架群組跟圍巖的智能耦合自適應，這需要液壓支架有著實時改變支護狀態、智能優化支護參數、自主感知的作用。當前液壓支架群組的探究方向概括為下面三點：一是液壓支架群組支護參數跟支護應力場分布的聯系。二是分析液壓支架群組支護阻力的改變特性。三是構建圍巖跟液壓支架群組耦合的條件。其一是液壓支架架構自主控制。而要想智能化控制液壓支架，實現支架推移速度、工作阻力、初撐力、護幫力的優化是非常關鍵的，當前時期，煤礦應創新常規支架構造，實現支架可調節范圍的增加，從而跟特殊地質狀況下各種采高煤層的開采條件相符合。其二是液壓支架狀態自主感知功能控制。支架自主感知控制重點結合立柱壓力感知進行，其對巖層破壞性的探測、運行環境以及支架頂板破斷狀態的感知依舊具備非常大的提高空間，實現液壓支架自主感知功能的強化和改進還需要進一步分析工作面超前壓力的事先感知預報、完善液壓支架重要部位受力狀況、自動監測工作面俯角和仰角。

2.3工作面的直線推進控制

推移過程中的液壓支架群組受到工作面地質構造、工作面仰、俯采及浮煤對刮板輸送機推移行程以及推移耳軸的配合間隙等諸多因素的影響，每一次的推進都面臨相應的偏差，偏差的累積常常導致一系列液壓支架推進進度的差別，刮板運輸機表現的狀態為錯落不齊，這不利于工作面順著直線推進，還會損壞啞鈴銷以及導致刮板運輸機的彎曲等，不利于保障工作面生產的安全性。當今，不少礦井在工作面直線推進尺度的確定上往往應用紅外光束或拉線的方式進行，即結合具體測量結果人工調直刮板運輸機，這種技術的效率不高，跟工作面智能化開采的需要不符合。鑒于此，引入激光對位技術和慣導定位技術對工作面進行直線度智能化控制，其中，利用慣導定位技術應用效果良好，基本實現了對工作面直線推進的智能化控制，該技術在采煤機上安裝陀螺儀，實現對采煤機的精確定位，在采煤機的推進過程中，實時記錄采煤機的截割情況并繪制截割軌跡，液壓支架根據繪制的截割軌跡對推移行程進行修正，通過三方聯動實現工作面的直線推進。

3結論

綜上所述，綜采工作面智能化開采的關鍵技術有液壓支架跟機自動化技術、采煤機記憶截割技術、工作面視頻監控技術、遠程集中監控技術等，根據綜采工作面智能化開采存在采煤機智能調高問題需要分析最佳截割曲線的工藝技術，液壓支架群組跟圍巖的智能耦合自適應需要實現液壓支架自主感知功能的強化和改進，而工作面的直線推進控制需要引入激光對位技術和慣導定位技術。

參考文獻：

[1]王高建.智能化綜采工作面無人高效開采技術應用研究[J]. 煤礦機械，2021（03）：85-86.

[2] 王建雙.煤礦智能化開采關鍵核心技術探究[J].科學技術創新，2021（05）：147-148.

[3]郭書棟.綜采工作面智能化采煤技術分析[J].西部探礦工程，2021（02）：93-94.

[4]張軍. 綜采工作面智能化采煤技術分析[J].南方農機，2017（10）：104-105.

作者簡介：

李世先（1994.12-），男，漢族，山西朔州人，大學本科，助理工程師，技術員，研究方向：采礦工程。