對煤礦綜采工作面智能化開采技術的應用

摘要：伴隨著我國的科技和經濟不斷發展的腳步，越來越多的行業采用智能化手段提升產業產能。在采煤行業也有越來越多的企業和單位利用智能化手段提升采煤效率，保證工人的人身財產安全。現階段我國采煤行業仍舊存在諸多問題，例如，煤炭供給無法滿足社會發展需求、礦工工人在進行采礦作業時仍舊存在安全隱患、采煤行業的信息傳輸方式落后等。而智能化的煤礦開采技術既然有機會帶領其和單位解決上述問題，將煤礦綜采工作的工作效率進行有效地提高。同時煤礦綜采工作面智能化開采技術仍舊具有較大的提升空間，在未來的研究過程中不斷地發展改進，適應瞬息變幻的信息化時代。本文通過分析目前煤礦綜采技術的發展現狀，找到煤礦綜采技術面存在的問題，同時分析我國煤礦智能化綜采技術的現狀，討論其中的不足，為未來我國煤礦綜采工作面智能化開采技術的發展提供良好的對策。

關鍵詞：煤礦綜采工作面;智能化;應用發展;對策

一、引言

煤炭資源一直是人類社會發展的重要資源之一。近年來，我國的采煤行業逐漸進行智能化改造，這是由于我國的信息化智能技術發展迅速，適應性強。目前我國的5G無線通信技術位于世界前列，許多一線城市已經加5G無線網絡投入使用，這為我國的通信技術發展提供了良好的借鑒案例。目前我國正處于經濟發展的重要階段，我國的生產方向將由人口紅利轉向智能發展，而采煤行業也逐漸走上智能發展的道路。在目前的發展階段，一些將傳統采煤技術與煤礦綜采工作面智能化開采技術進行有機結合的企業紛紛取得了優秀的生產成績，開啟了煤炭開采的智能化道路。本文通過對實際煤礦綜采工作的分析討論，找尋我國采煤行業目前存在的技術難題。結合我國的煤礦綜采工作面智能化開采技術，解決行業難題，并為今后的采煤行業發展提供有益的建議，最后也將對我國的采煤行業智能化開采的發展方向進行展望。

二、煤礦綜采技術的發展現狀和問題

（一）煤礦綜采技術的發展現狀

我國的煤炭行業自上個世綜采設備的出現以來，我國的煤礦采集效率就在穩步的提升，所以大部分企業都將目光聚焦于綜采設備的研究發展。但是隨著時代的不斷變化煤礦綜采技術逐漸取代設備成為提高煤礦采集效率的重要因素，因此，如何提高煤礦綜采技術的技術水平成為當今煤礦采集行業的熱點問題。傳統煤礦綜采技術主要包含以下方面：1.薄煤層綜采技術。我國的煤礦資源可開采部分大約有20%為薄煤層分布，這類煤礦具有質量優良、容易開采等優點。目前我國的薄煤層綜采技術基本采用滾筒采煤設備進行采煤，在運輸過程中，一般會使用刮板運送機以及液壓支架等運輸技術。這種開采運輸技術具有較高的安全性，也可以與智能化綜采技術結合，提高煤礦的開采效率。2.中厚煤層綜采技術。由于中厚煤層中煤礦所在的地理位置較深，地理環境復雜，所以中厚煤層的開采難度也更大。目前我國的快速過斷層技術相較于發達國家較為落后，有很多理論基礎知識不夠完善。目前只能在工藝設備方面進行提升，將機械化水平不斷提高，從而達到增加采煤效率的目的。3.厚煤層綜采技術。目前我國對于厚煤層的綜采方式一般有三種，即分層開采、綜放開采和大采高一次采全高。其中綜放開采一般應用于大型礦場，其采煤效率較高，但是環境要求嚴苛。另外兩種開采方式目前仍存在部分問題，相信在后續的技術發展過程中將會得到不斷地完善。4.充填開采綜采技術。充填開采綜采技術是指將高水材料、膏體材料等填充材填入開采后的空隙中。這相對于其他開采技術具有一定的環保效果，能夠降低煤礦開采業對于當地環境造成的危害，降低了地表塌方等問題出現的概率。充填開采綜采技術也能有效地提高煤炭資源的利用率，在開采的過程中，不破壞地理結構，使煤炭分布區域能夠清晰地呈現在開采過程中，不被塌方的砂石所干擾。5.復雜環境下綜采技術。在煤礦開采作業進行前，工程師要探明開采地區的礦層地質信息，對開采技術的選擇進行全面的評估，在正式開工前制定出合理的開采方案，保證施工過程中的開采效率。不同的作業環境會選擇不同的綜采技術，其中包括復合頂底板綜采技術、富含水層工作面回采技術、工作面過斷層技術等。如果開采環境出現頂板不穩定或者支架不穩等情況，就可以采用復合頂底板綜采技術，穩固作業環境，保障作業工人的人身財產安全。如果工程師能將以上技術進行合理的運用，那么施工過程中的煤礦開采作業效率將會得到極大的提升。

（二）煤礦綜采技術中常見的問題

由于我國現代化歷史進程較短，煤礦開采行業的發展也有不足之處，在我國的煤礦綜采技術中經常出見以下問題。第一，傳統煤礦開采行業不重視創新。創新是發展的第一驅動力，對于煤炭行業來說，只有不斷地創新和完善煤礦綜采技術，才能躋身于煤炭開采行業的前列。目前我國的煤礦綜采技術整體水平不高，相關創新人才也不是很多，這使得我們國家很難與發達國家的煤礦開采總量比肩。但是我國目前經濟發展迅速，需要大量的基礎資源支持，所以傳統煤炭開采的行業的創新發展勢在必行。第二，信息化程度低，設備老化。煤礦開采作業極度依賴于開采使用的機械設備，但是在我國的煤礦開采作業中，機械設備往往會出現設備老化但無人維修的現象。這對于工人的生命財產安全造成了極大的危險，與此同時，出現故障的設備往往也會降低煤礦開采的整體效率。另外，在進行煤礦開采作業的過程中，由于開采過程中的井下作業較多，在開采過程中進行信息傳遞時，往往會出現謬誤，這對于煤礦開采作業的生產效率也是不利的。第三，煤礦開采行業相關人才較少。在我國的傳統觀念中，煤礦開采行并不能算是一份體面的工作，這就導致在人才培養方面煤礦開采行業很難吸引相關人才入行。而企業中管理層面的人員往往缺乏專業知識的儲備，僅僅依靠經驗論進行煤礦開采方案的制定，這會埋下巨大的安全隱患。企業應當做好行業宣傳，吸引更多的人才入行，使企業的技術方法不斷提升，最終提高煤礦開采作業的工作效率。可靠

三、煤礦綜采工作面智能化的技術優勢與存在的問題

（一）煤礦綜采工作面智能化的技術優勢

隨著我國信息技術的不斷發展，煤礦綜采工作面智能化已經成為煤礦采集行業發展的必經之路。實際上，煤礦綜采工作面智能化技術相對于傳統煤礦綜采工作面具有許多優勢。第一，煤礦綜采工作面智能化將會提高機械分析的科學性。在傳統的煤礦綜采過程中，企業通過提高采煤機械的各項性能來提高煤礦采集工作的效率。但是這類采煤機械在運行過程中極度依賴于使用人員的工作經驗，也更容易出現人為失誤。但是經過智能化的煤礦綜采工作面將會得到實際生產過程中更加準確的數據，將生產環境中的地理條件、采煤軌跡、機械高度等條件進行數據化的綜合分析，并從中選出最優的綜采方案。與此同時，智能化的煤礦綜采工作面能夠自動優化綜采方案，在出現故障時可以自檢維修，延長機械的使用壽命。第二，煤礦綜采工作面智能化能夠提高機械工作的整體水平。智能化的煤礦綜采工作面會使用計算機進行生產工作。計算機可以將機械的產能進行合理的配置，不會出現無意義的工作狀態，同時，計算機也將提示下礦的工作人員周邊的地理環境以及工作內容，既能保證工作人員的人身安全，又能提高采礦作業的整體工作效率。將機械與人力有機地結合在一起，產生更大的實際作用，提高采煤作業的工作效率。第三，煤礦綜采工作面智能化能夠確保實時信息的準確性。在煤礦綜采工作面中，實時的地理信息將會對礦工的生命財產安全造成巨大的影響。如果礦工得到的地理信息內容不準確，一旦遇到危急情況，容易出現安全事故，威脅礦工的生命財產安全，造成企業和個人的多方損失。而將煤礦綜采工作面進行智能化后，計算機會實時監控采集現場的地理環境信息，一旦發現事故出現的苗頭，就能及時通知礦下工作的工作人員進行撤離，保障其人身安全。另外，計算機也能監測到開采過程中可能出現的各類問題，及時進行方案的補全，保障煤礦開采工作的順利進行。第四，煤礦綜采工作面智能化能夠減少人工誤差。在煤礦綜采工作面實施智能控制技術，可以有效地避免人工操作出現的誤差，提高煤礦開采作業的精度，減少不必要的試錯成本，提高煤礦整體功能準確性。煤礦綜采工作面智能化包含許多方面，無論是在方案制定、采集生產、數據分析等層面，智能化機械相較于人工經驗都有更加優異的表現。所以，將煤礦綜采工作面智能化已經成為時代發展的趨勢，在不久的將來，煤礦綜采工作面智能化將會成為熱點話題。

（二）煤礦綜采工作面智能化存在的問題

雖然煤礦綜采工作面智能化相較于傳統煤礦綜采工作面具有相當的優勢，但是目前的煤礦綜采工作面智能化過程中也出現了一些問題。首先，當前中國煤礦綜采工作面智能化水平不夠完善。雖然我國的信息通信技術水平處于世界前列，但是針對煤礦綜采工作面的智能化手段仍舊不能滿足完全智能化的需求。例如，在采礦過程中使用的傳感器精度和可靠性存在信號穿透力弱、傳輸距離較短等問題;控制大型機械運行的計算機，在處理數據信息的過程中容易出現過載現象;在現場指揮過程中使用的局域網信號強度弱。類似的問題還有很多，在未來的發展過程中，將會逐一進行攻克。其次，運輸過程中出現的問題難以解決。在尋找煤礦層分布地址的過程中，往往會出現選址環境錯誤等問題。這是煤礦綜采工作面智能化難以解決的，這類非可視測量技術問題只能依靠傳統的煤礦運輸方式進行地址的移動。第三，煤礦行業缺少相應領域的高科技人才。當前中國的煤礦開采行業主要是由經驗老到的企業家和礦工進行引領發展。但是這類人才對于煤礦行業的理論知識并不具備深刻的理解，難以做出科技方面的貢獻。這對于煤礦綜采工作面智能化的工作產生了較大的阻礙，如果沒有相關領域的人才加入，就很難對煤礦綜采工作面智能化做出科學性的實踐，該領域的發展也會受到阻滯。所以企業家應當注意人才的吸收納入，為企業未來的科技發展層面提供良好的人才基礎。

四、煤礦綜采工作面智能化的發展策略

為了使我國的煤礦行業快速發展，企業有將未來科技及時的融到煤礦綜采工作面中，將智能化與煤礦綜采工作面有機地結合起來。企業應該做到如下幾點：1.完善煤礦綜采技術。放眼眾多社會生產領域，大多數生產企業都選擇進行信息化和智能化的改造。企業將生產過程與智能化進行結合，提高相同時間內的生產效率，創造更大的經濟效益。因此，煤礦采集行業也要及時完善煤礦綜采技術，將智能化設備應用到實際的煤礦采集生產過程中。由于智能化設備的準確性和實時性，在實際生產過程中，是智能化設備將起到排除隱患和提高效率作用。同時，智能化設備也有益于生產項目的管理，明確的數據分類節省了現場調查的時間，也避免了因為人為疏漏而產生的數據錯誤。2.企業要具有創新精神和發展眼光。目前我國的煤礦綜采工作面智能化仍舊存在一些問題，但是其發展前景不可估量。事實上，越多的企業發展煤礦綜采工作面智能化技術，該技術的理論體系就會更加完善。對于企業工作人員來說，煤礦綜采工作面智能化有利于形成體系進行現場管理。由于煤礦開采作業的場地較大，單靠人工采集數據經常會出現謬誤，但是智能化的管理體系將會最大程度的削減數據錯誤造成的影響，為接下來的生產過程規劃提供準確的指導作用。3.將煤礦綜采工作一體化、自動化。智能化體系帶來的必然結果就是一體化和自動化。在煤礦開采行業中，如果能使生產體系自動化，將會節省大量的人力開采成本，減少下井礦工的安全隱患。同時，機械生產與信息技術融為一體，將使得煤礦開采總量得到質的提升。智能化體系帶來的信息內容，能夠給予煤礦開采作業大量的幫助，企業應當重視沒有煤礦綜采工作面的智能化，早日實現煤礦綜采工作的一體化和自動化。煤礦綜采企業要抓住時代的機遇，跟緊智能化、信息化的步伐，將現代科技及時的融到煤礦綜采作業中，提高企業的生產效率。隨著時代的發展，企業之間的競爭規模也在不斷擴大，只有敢于創新，勇于改革的煤礦綜采企業才能踏著時代的浪潮，引領中國的煤礦開采行業走向世界舞臺，為我國的未來的經濟發展奠定良好的物質基礎保障。

五、結束語

綜上所述，企業要不斷地吸收煤礦綜采工作領域相關的人才，推動煤礦綜采工作面智能化，使得其企業能夠盡早地擁有完整的智能化生產體系。將智能信息管理系統與生產控制系統相結合，將原本只能由人工操作運行的機械設備轉為計算機運行，提高生產效率，保證生產安全性。在未來的煤礦綜采行業中，人力勞動將大幅削弱，生產活動實現自動化，利用云計算、邊緣計算等先進計算方式進行地理問題的分析和處理，為正式進行開采工作前制定合理的開采方案。企業應該明白，完整的自動化系統可以保證工作人員的生命財產安全，規避大部分即將發生的危險，減少工程停滯的可能。

另外，在發展智能化、自動化系統的過程中，也要注意人工輔助系統的研發，使智能化系統真正的為人所用，節省更多的人力資源，用更少的人力創造更多的社會價值。國家應當對煤礦綜采工作面智能化開采技術的發展給予足夠的支持，吸引更多的人才進入煤礦綜采工作行業，可以舉辦更多的國家級競賽，吸引人才進入新興領域。在未來的生產活動中，也有可能會出現智能機器人身影，機器人能夠從事更加單調、危險的井下活動，并且能夠穩定地執行上級下達的任務。如果未來能夠實現煤礦綜采工作的不無人化，那么我們的國家將會躋身于世界煤礦采集工作的前列，我們國家的經濟騰飛也將指日可待。

作者單位：宋冰清" "鄭開明

中國煤礦機械裝備有限責任公司

中煤華晉集團有限公司

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