智能化綜采技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀分析

（晉能控股煤業(yè)集團機電設(shè)備中心 山西 037003）

引言

在我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展過程中，煤炭企業(yè)作為不可缺少的重要部分，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大的帶動了智能化煤礦行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過了一段時間的調(diào)整，目前我國煤炭企業(yè)不僅有著良好感知效果的綜采成套設(shè)備，而且也能夠保證各項數(shù)據(jù)信息得以有效傳播，維持過程更具高效性的效果。但是我國當(dāng)前大多數(shù)的地區(qū)，在綜采過程中面臨的煤層條件更差，再加上比較狹小的空間結(jié)構(gòu)，一定程度上阻礙了智能化開采效率，這也是當(dāng)前阻礙我國煤炭行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展道路的關(guān)鍵因素。面對該種現(xiàn)狀下，文章針對智能化綜采技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，具有重要的現(xiàn)實意義。

1.智能化綜采技術(shù)

(1)智能化綜采新模式

在當(dāng)前我國某地區(qū)的煤礦企業(yè)當(dāng)中，作為最先采用智能化綜采模式的企業(yè)，各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)達(dá)到了世界的要求。企業(yè)經(jīng)過后期多年以來的努力，更是開創(chuàng)了采場無人操作等現(xiàn)代化方式，更是擺脫了過去依靠人力進(jìn)行安全管理的方式，在無人值守的現(xiàn)狀下，更能夠保持過程呈現(xiàn)安全性的態(tài)勢，致力于形成了“以工作面自動控制為主，遠(yuǎn)程人工干預(yù)為輔”的智能化控制模式。最為關(guān)鍵的是，企業(yè)目前構(gòu)建的綜采智能化體系，能夠緊密聯(lián)系企業(yè)上下多個部門之間的關(guān)系，實現(xiàn)全面監(jiān)督管理全部設(shè)備的智能化控制效果。

(2)智能化綜采技術(shù)

①采煤機自動化開采工藝

面對采煤機設(shè)備，其中人員在安裝傳感器時，需要設(shè)置在牽引部分上，借助數(shù)據(jù)處理模塊的計算功能，對設(shè)備上所有數(shù)據(jù)加以精確性的計算，進(jìn)而為接下來采煤機設(shè)備精確定位提供有力幫助。通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在之前我國大多數(shù)地區(qū)煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)不徹底的回刀掃煤或者是推遛等的問題，極大的阻礙了正常采煤效率的同時，也不利于煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。面對該種現(xiàn)狀下，地區(qū)煤礦企業(yè)可以按照自身生產(chǎn)現(xiàn)狀下，研發(fā)出先進(jìn)的采煤工藝記憶截割程序，鑒于設(shè)備工作面運行當(dāng)中，能夠自行記憶截割運行。

②液壓支架與“三機”隨動控制技術(shù)

圖1 端頭支架與轉(zhuǎn)載機的聯(lián)鎖自移示意圖

對于液壓支架與“三機”隨動控制技術(shù)來講，在企業(yè)應(yīng)用過程中，主要就是提前準(zhǔn)備好性能良好的紅外線發(fā)送器，然后將其安裝在采煤機設(shè)備上，作為數(shù)據(jù)信號發(fā)射的紐帶，在全部的支架部分上，此時都需要有效設(shè)置一個紅外線接收器，主要作為數(shù)字信號的發(fā)射工具，對采煤機設(shè)備運行過程中的動態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)管，從采煤現(xiàn)場差異性的外界環(huán)境下，能夠保證企業(yè)制定出針對性的采煤方案，做好自動化系統(tǒng)的研發(fā)工作。在自動化系統(tǒng)日常使用當(dāng)中，自身能夠根據(jù)采煤機運行的部位，實施有效的調(diào)整，全面控制好工作面液壓支架等多個部分。其中，該系統(tǒng)主要涵蓋跟機自動移架，自動推遛等多個體系，整合液壓支架動作與采煤機兩者能夠很好的作用運行，實現(xiàn)了工作面液壓支架及刮板運輸機跟隨采煤機隨機自動化運行。對端頭支架與轉(zhuǎn)載機動作邏輯等部分進(jìn)行有效的研究，制定出合理化的把控方案，不管是端頭支架還是轉(zhuǎn)載機等多個部分，都能夠做到全程自動化的監(jiān)管，如圖1所示。

③煤流負(fù)荷反饋采煤控制技術(shù)

基于科技實力迅速提高的背景下，大多數(shù)地區(qū)的煤礦企業(yè)，致力于刮板運輸機驅(qū)動設(shè)備的研發(fā)當(dāng)中，其中更是融合了高壓變頻器以及高壓電機等多個部分，確保最后形成的系統(tǒng)更具有智能化以及自動化的應(yīng)用特點。在該系統(tǒng)日常應(yīng)用過程中，圍繞煤流負(fù)荷情況的大小，能夠?qū)\輸設(shè)備的速度進(jìn)行合理化的調(diào)整，經(jīng)過較長時間的應(yīng)用可以看出，最大的優(yōu)點就在于啟動更加的智能，全程做好煤量準(zhǔn)確的檢測以及智能化調(diào)速等方面。依據(jù)實時檢測的刮板運輸機煤流分布負(fù)荷，通過變頻技術(shù)控制實現(xiàn)了工作面采裝運的自動協(xié)調(diào)運行。

④遠(yuǎn)程控制技術(shù)

當(dāng)前行業(yè)人士研究了一種遠(yuǎn)程控制技術(shù)，主要就是能夠整合地面遠(yuǎn)程干預(yù)綜采體系下，靈活的運用綜采設(shè)備控制系統(tǒng)、工作面視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及井上下數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等多方面的性能。站在地面監(jiān)控系統(tǒng)下進(jìn)行分析，常見的有計算機、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、地面語音系統(tǒng)等多個部分[1]，其中針對綜采設(shè)備信息或者是其他數(shù)據(jù)來講，能夠很好的作用到井下部分的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)當(dāng)中，整合井下與井上兩個結(jié)構(gòu)的環(huán)網(wǎng)，將獲取到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，因為從地面監(jiān)控系統(tǒng)下出發(fā)，能夠圍繞綜采設(shè)備信息及其監(jiān)視到的畫面內(nèi)容，靈活的控制好井下的綜采設(shè)備，不僅能夠智能化啟動與開關(guān)，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)對整個設(shè)備運行過程中精細(xì)化的監(jiān)督與管理，如果在設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障問題，此時也能夠第一時間的報警，提醒內(nèi)部工作人員能夠及時的進(jìn)行處理與診斷，最為關(guān)鍵的是，過程中所有環(huán)節(jié)留下的數(shù)據(jù)信息，能夠及時的做好存儲工作，不容易丟失的同時，給后期人員日常工作的良好進(jìn)行提供有力數(shù)據(jù)支撐。遠(yuǎn)程自動化控制系統(tǒng)也能夠?qū)崟r將監(jiān)督的畫面?zhèn)鬏數(shù)降孛姹O(jiān)控中心，營造良好的生產(chǎn)氛圍，可將井下監(jiān)控中心的設(shè)備從煤安設(shè)備變?yōu)榈孛婀I(yè)設(shè)備。除此之外，目前大多數(shù)地區(qū)的煤礦企業(yè)，鑒于該系統(tǒng)之上又研究了新型隨動監(jiān)控系統(tǒng)，對跟機位置以及型號等進(jìn)行全程的監(jiān)督，站在數(shù)碼管上實時呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，給工作人員監(jiān)管工作提供幫助。

(3)智能化綜采工作面技術(shù)特征

站在智能化綜采工作面技術(shù)特點下，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，液壓支架智能化控制。該部分主要涵蓋支架與圍巖耦合監(jiān)測控制等幾個部分，通過較長時間的觀察可以看出，能夠保證過程自行決策的基礎(chǔ)上，也能夠達(dá)到智能化調(diào)節(jié)的效果，最為關(guān)鍵的是[2]，期間還能夠很好的改變過去傳統(tǒng)噴霧等的模式，達(dá)到智能化操作的效果；第二，從采煤機設(shè)備下來看，在進(jìn)行定位過程中，也能夠達(dá)到極高精確性的效果，伴隨著自身學(xué)習(xí)以及智能化運行軌跡下，過程中存在的一系列的安全隱患，也能夠達(dá)到有效躲避的效果。與此同時，站在地區(qū)煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)需求量目標(biāo)下，也能夠做出妥善的生產(chǎn)計劃方案，達(dá)到各項決策智能化效果的同時，做出有效的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)管工作；第三，對于應(yīng)用的工作面運輸設(shè)備來講，最大的特點就在于電氣軟啟動以及負(fù)載等方面的特點，對故障實施針對性診斷的同時，還能夠達(dá)到有效把控通信以及自動化控制的效果。

2.智能化開采的發(fā)展方向

(1)全面推進(jìn)綜采智能化技術(shù)進(jìn)步

通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前我國地區(qū)煤炭企業(yè)智能化綜采過程中，最大的制約因素就是比較復(fù)雜的煤層貯存情況，以及較多安全等問題。就在近年來科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的基礎(chǔ)上[3]，更是有效帶動了煤炭企業(yè)良好的生產(chǎn)步伐，進(jìn)而依靠合理化的管理方案，以及積極政策支撐下，更是為我國智能化綜采技術(shù)的完善做好了有力鋪墊。首先，從煤炭資源管理視角下進(jìn)行研究，就應(yīng)該加快管理進(jìn)度，充分調(diào)整過去落后的管理方式，要求行業(yè)人士必須圍繞綠色化生產(chǎn)為發(fā)展理念，逐漸的更換之前傳統(tǒng)的開采設(shè)備以及模式等；另外，在之前所出現(xiàn)的智能化開采創(chuàng)新模式，在當(dāng)前也應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，特別是國際煤炭智能化綜采水平有所提升的現(xiàn)況下，我國要想能夠穩(wěn)固國際重要市場份額，自然就需要研發(fā)屬于自身的煤炭智能化綜采技術(shù)體系。

(2)有限無人化開采

在智能化綜采過程中，有限無人化開采過程是不可忽視的重要時期，在企業(yè)實施工作面正常生產(chǎn)過程中，不管是工作面還是端頭等多個部分，都應(yīng)該實現(xiàn)智能化監(jiān)控的效果，保證設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)。特別是遇到特殊的情況，更應(yīng)該引導(dǎo)人員及時開展必要的維護(hù)與管理，鑒于有限環(huán)境下，達(dá)到高效的無人化開采效果。面對工作面煤層地質(zhì)條件，需要企業(yè)內(nèi)部人員實施精確性的探測，有效建設(shè)數(shù)字化煤層地質(zhì)模型，為接下來智能化開采工作的順利進(jìn)行打下堅實的基礎(chǔ)。同時，針對地區(qū)存在的煤層，需要工作人員時刻把控好地質(zhì)環(huán)境的變化特點，實時修正工作面煤層地質(zhì)數(shù)字模型，對開采行為提前預(yù)判和修正[4]。

3.結(jié)論

簡而言之，文章主要從智能化綜采技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀下，提出了智能化裝備技術(shù)、智能化掘進(jìn)技術(shù)等幾點發(fā)展趨勢，希望能夠很好的在處理我國目前智能化綜采技術(shù)發(fā)展困難的基礎(chǔ)上，也能夠為我國煤炭行業(yè)的發(fā)展指明方向。