我國智能化采煤技術現狀及待突破關鍵技術分析

（陜西恒源投資集團趙家梁煤礦有限責任公司 陜西 719300）

煤礦開采過程中會應用到各項技術，在煤礦開采期間合理應用智能化技術，能夠提高煤礦開采效果，提升煤礦產量，確保煤礦開采期間的安全性，降低安全事故發生幾率。

1.采煤機智能化技術概述

(1)視頻系統

將高清攝像頭安裝在采煤機上，同時，還安裝了LED等輔助照明設備，通過對專用視頻監控設備的應用，完成對采煤現場情況的監控，在監控系統中，可以采用計算機，以及網絡終端對工作面的具體情況進行全面檢測，而且還可以采取遠程在線方式對采煤機的具體運行情況進行全面參控[1]。

(2)記憶截割

智能記憶截割系統在具體應用期間，采用自由曲線記憶截割，通過對該項切割方式進行應用，能夠確保煤礦開采時，在復雜截割狀態完成相應的切割作業，采煤機在運行時能夠依據事先學習的采煤工藝，完成相應的切割作業[2]。從以往的工作經驗來看，在350m工作面作業中采用自動運行采煤機，采煤機行走與作業期間，作業人員要將其在具體行走時要做好精度控制，控制時誤差不得超過5cm，而針對滾筒截割高度來說，要將誤差控制在4cm以內。

(3)自行定位

采煤作業進行時，針對采用的采煤，必須要進行精準定位，這也是確保后續采煤作業進行時，各項操作順利開展的基礎。近幾年，隨著科學技術的發展，以及人們對該項技術研究的不斷深入，慣導定位方法在采煤機定位技術上也都取得了一定突破，人們對這一內容的研究也十分靈活，而且取得了不錯成績。

2.智能控制液壓支架

液壓支架是采煤工作面的一項重要內容，目前對于采煤工作面來說，液壓支架在具體應用期間能夠采用采煤機，實現支護動作和自動推進，液壓支架在具體應用期間的智能控制主要體現在以下幾個方面：

（1）采用計算機程序控制系統取代傳統的人工控制方式，通過對這一技術的應用，能夠實現自動移架。液壓支架傳感器在具體運行期間將液壓支架位姿態信號及時傳輸給計算機，然后通過對電液閥控制液壓支架，達到最終作業的目的。

（2）綜采工作面液壓支架能夠依據采煤機截割位置實現自動移架、自動噴霧、單架控制等多項功能[3]。如果在進行采煤時，若工作面地質整體情況發生了顯著改變，通過對遠程監控中心進行應用，采取人工方式對液壓支架進行適當干預，從而保證液壓支架在運行時能夠采取自動化方式完成相應操作。

（3）在進行采煤作業時，如果遇到作業面煤壁片幫，或者頂底板松軟問題時，采用的自動跟機在運行時，受多項因素影響，經常會出現護板整體支護效果較差，支架胎底動作無法順利進行等問題，以上問題的出現會導致移架接后，大量的煤堆積在架前，會發生扭架問題，這會對煤礦開采作業的進行造成不良影響，不僅會降低煤礦開采效率，甚至會引發安全事故，會造成巨大經濟損失和人員傷亡。針對這一問題，要將行程傳感器和壓力傳感器安裝在采高作業面支架一級防護幫鉸接處，自動移架增設了自適應控制功能，能夠完成各項工作開展的合理控制。

（4）煤層頂底板傾角較大作業面進行采煤時，受周圍環境影響，具體采煤期間，容易導致液壓支架在應用時發生傾斜、錯位、擠咬等多項問題，情況嚴重時甚至會發生倒架事故，這將會造成經濟損失，以及人員傷亡[4]。而采用智能協調液壓支架，由于支架上安裝了傾角傳感器，通過對其的應用，利用在線方式感應傾斜參數，將調斜液壓千斤頂安裝在支架底座，若液壓支架出現在過山或退山時，通過自動方式升起支架底座傾倒側采用的千斤頂，同時，要與降架作業的開展相互配合，完成上述作業后，對采用的支架進行調整，讓其迎接山頂，能夠更好的完成煤礦開采作業[5]。此外，煤礦開采期間，液壓支架在推移期間誤差會不斷累積，從以往煤礦開采經驗來看，切割三個循環，煤壁平直度就會發生彎曲，此時，必須要停止開采作業，要對支架位置進行調整，對直線度進行校正處理。從現階段我國煤礦開采的整體情況來看，液壓支架調直通過采煤機慣導定位、激光雷達掃面不同方式，精準測量刮板輸送機彎曲度，在具體作業期間，全面配合自身位移反饋和差值計算法，完成對液壓支架具體排列情況的調直處理[6]。

（5）煤礦開采時，支架處于正常支撐狀態，頂板在采煤時一旦發生松動現象將會導致立柱下腔壓力低于設定值，此時電力控制系統在運行期間，會通過自動方式發送提升柱值，進而將完成對壓力的合理補充，直到該壓力大小達到初撐力為止。

（6）在作業面巷道上構建液壓支架集中控制中心，控制中心合理的融入了互聯網、通信、遠程控制等不同類型技術，形成了機液壓支架子自動調控、自動移動、自動調斜、自動調直等各項內容都集中在一體的監控系統中，通過對該系統進行應用，能夠通過遠程方式對作業面液壓支架的全面監控。

3.智能化控制刮板輸送機

(1)啟動與調速

①智能啟動

對于煤礦開采作業進行過程中采用的刮板輸送機，對于其啟動后采取分階段控制措施，也就說啟動初期要利用預緊張控制措施，分別控制機頭與機尾，針對預張緊措施處理輸送機底部鏈條；張緊底部鏈條后，可以在同一時間內啟動機頭和機尾，這樣能夠避免采用的機頭在運行時發生跳鏈、對鏈等現象，進而避免在機尾處出現卡鏈等影響設備運行，煤礦開采問題的發生，同時，也可以限制刮板鏈啟動荷載而帶來的各種沖擊[7]。完成啟動作業后，要在設定較高速狀態下運行一段時間后，然后處理存在于種部槽中的浮煤，完成浮煤處理后，讓刮板輸送機處于低速運行狀態，同時，要利用智能方式調整。

②智能調速

針對煤礦開采作業中應用的刮板輸送機，智能調試時，要綜合考慮設備運行時的電流、采煤機方向和煤流量等各項問題，通過多參數混合邏輯控制方法完成對煤礦開采作業中采煤機在應用時采煤機的具體狀態信息、電機轉矩、工作面各項參數、煤量檢測裝置數據等各項內容，依據優先級別，綜合分析各項影響進度，明確刮板運輸機負載情況，合理應用分級調速，采取合理方式完成相應控制作業，同時，要依據負載區域，科學調整運輸機運行速度，通過這種方式避免負載波動，以免進行頻繁調速作業[8]。通過對激光掃描器的應用，實現對采用的刮板輸送機在運行時的具體煤量進行動態監測，對于采用的刮板輸送機，可以依據煤運量的具體變化動態調整鏈速，實現對保刮板運輸機在應用中運行速度與運輸煤量在調節上采取正比例方式開展，確保刮板運輸機高效運行，降低刮板運輸機在運輸過程中的能耗量，最大程度降低刮板鏈、鏈輪等各個部分的滑動磨損量。

(2)調直作業

刮板輸送機采用的自動調直技術與液壓支架自動調直技術互相協助。針對煤礦開采作業中應用的刮板輸送機來說，要通過液壓支架調控方式完成自動調直，同時，應用采煤機定位數據，可以反推刮板輸送機運行時，軌道線性情況發生的變化，再對計算機調直目標機先進行合理優化，通過對液壓支架定量控制推移的應用，糾偏刮板輸送機的運行軌道，實現對其的自動調直，保證其在煤礦開采中作用能夠得到合理發揮，更好的完成煤礦開采作業。

(3)煤礦開采與運輸協同作業

對于刮板輸送機、采煤機、轉載機、帶式輸送機間可以設置互聯信息接口，通過對這些接口進行應用，能夠通過實時方式，對信息進行交換，將采煤機切割煤量作為動態流量，工作人員要對自動運輸能力進行動態調整，或者針對前后級設備完成調節。除了以上幾項技術，還要分析帶式輸送機、巷道集中等各項技術，在技術突破上，要將精準定位、煤巖界面識別、圍巖自適應支護、自主糾偏等各項技術作為重點內容，加強對這些技術的研究，使各項技術作用都能夠得到合理發揮，能夠更好的完成煤礦開采作業，提高煤礦開采的經濟效益。

4.結語

煤礦開采過程中會應用大量技術，各項技術的先進性與和理性都會對煤礦開采造成直接影響。對于煤礦來說，要不斷加強對智能化采煤技術的研究，明確需要突破的技術，增加經濟、人力等方面的投入，從而完成煤礦開采。