煤礦井下綜合機械化掘進系統智能化建設探討

翟召寧

（冀中能源股份有限公司東龐礦西龐井，河北 邢臺 054200）

如今在進行煤礦井下作業時，所使用的挖掘設備已經逐漸趨向于智能化，原有的挖掘技術已無法滿足現代生產的需求，必須對煤礦井下作業時所使用的設備進行改進與完善，才能夠提高煤礦井下作業的工作效率，進一步保證煤礦安全、可持續發展。

1 煤礦井下綜合機械化掘進系統智能化技術與配置標準

1.1 煤礦井下綜合機械化掘進系統的智能化技術

在對綜合機械化掘進系統進行智能化建設的過程中，需要多方面的技術與此相配，才能不斷完善該系統。因此，對智能化技術進行分類有重要意義，下文從幾個方面對智能化技術進行了逐一分析。

首先，煤礦井下綜合機械化掘進系統中會使用單機智能控制技術，而該技術中主要包括無線通信系統、人機交互系統、無線遙感系統等等。在綜合機械化掘進系統中使用單機智能控制技術可以使各個設備之間能夠進行協同工作，而且該系統還可以事先對工作流程進行設定，從而使工作人員運用計算機就能夠對各種設備進行控制。其次，煤礦井下綜合機械化掘進系統中還會使用智能結構技術，該技術主要包括自動定位系統、自動截割技術等等。通過使用自動定位系統，可以對井下煤礦作業進行全方位的監控，也可以及時向工作人員發送工作指令，確保各個設備安全穩定運行的同時進一步強化煤礦井下挖掘工作的工作效率。而使用自動截割技術還可以利用該技術準確地獲取截割滾筒的位置，并且利用該技術被截割滾筒的各種參數進行準確分析，最終實現自動截割。最后，煤礦井下綜合機械化掘進系統中還會使用多機協同控制技術，該技術的運用能夠對煤礦井下的運輸系統進行共同控制，并且還能夠使連采機、破碎機、梭車等設備都可以朝著智能化的方向發展。

1.2 煤礦井下綜合機械化掘進系統的配置標準

煤礦井下作業最忌諱的就是盲目開，相關單位必須全面掌握煤礦的具體地質條件，并且還要配備先進的掘進設備和掘進技術，從而促進綜合機械化掘進系統的進一步完善與升級，使該系統能夠充分發揮應有的水平，確保煤礦井下作業的安全生產。在進行煤礦井下作業時，為了進一步保障掘進設備的安全性，必須提高相關設備協同工作的效率，那么就需要對綜合機械化掘進系統進行合理配置。首先，相關單位必須確保自己所使用的掘進設備和掘進技術符合國家規定的標準；其次，公司所使用的掘進設備必須具有獨立且完善的系統或體系，保證各個系統可以高效地進行協同作業，進一步促進挖掘作業的工作效率；最后，在進行煤礦井下作業時所使用的單機設備必須嚴格的規定其標準，確保協同作業的高效完成。

2 煤礦井下綜合機械化掘進系統的分析

2.1 煤礦井下掘進作業的流程

首先，工作人員要展開破煤工作；其次對煤礦展開裝載和運輸；最后確保掘進設備安全的退出煤礦。在煤礦井下生產過程中，使用綜合機械化掘進系統時主要運用液壓傳動方式，工作人員根據實際需求在工作時切割出一條滿足煤礦開采的巷道，該工作結束以后工作人員借助機械化的掘進設備，將煤礦資源轉移到掘進機內，通過運輸皮帶運輸到礦井外面的空間。在使用綜合機械化掘進系統完成工作以后，相關人員還要按照一定的要求和標準使機械設備能夠安全穩定地退場。

2.2 掘進工藝

在煤礦井下作業過程中主要使用的掘進方式是鉆孔爆破掘進工藝及綜合機械化掘進工藝。其中鉆孔爆破掘進技術是一項傳統的工藝，與如今所使用的綜合機械化掘進工藝相比，鉆孔爆破掘進工藝對地質的要求不高，在很多不同的地質條件中都可以使用該項技術，但是鉆孔爆破掘進工藝的機械化程度不高，而且操作起來非常復雜，還需要使用大量的勞動力，勞動強度較高，挖掘效率卻極低。而綜合機械化掘進技術作為一種新型的掘進工藝，在破煤、裝煤、運煤、掘進都可以反復的使用該工藝，可以獨立進行掘進工作，使整個煤下礦井作業保持持續性。由于綜合機械化掘進工藝具有較高的優勢，在如今的煤礦井下作業中，通常情況下都使用該工藝。不僅能夠避免傳統工藝所帶來的不足，而且還能夠有效強化掘進工作的效率。綜合機械化掘進工藝在使用過程中由于機械性較高，在運用該工藝進行掘進時，也不會對環境周圍的巖石產生震動，有效避免了掘進過程中突發巖石崩塌的現象。而且還可以運用該技術挖掘巷道，有效降低了挖掘成本。由于綜合機械化掘進工藝有著非常強大的切割力度，很大程度上減少了掘進過程中對機械的磨損，有效延長了掘進設備的使用壽命。

3 煤礦井下綜合機械化掘進系統智能化建設的具體措施

3.1 建設遠程遙控系統

在煤礦井下綜合機械化掘進系統智能化建設過程中，使其具備遠程遙控器，可以確保在工作過程中實現數據輸送的暢通性，對掘進設備可以進行遠程遙控。進一步推動掘進設備，進行自動化截割工作。除此以外，遠程遙控系統的構建還可以進一步明確掘進設備的位置，提升對掘進設備控制的精確度。

3.2 建設綜合性的耦合系統

綜合機械化掘進系統的機制非常復雜，如果在進行煤礦井下作業時，無法發揮綜合機械化掘進系統的作用，那么就有可能為煤礦井下掘進工作帶來嚴峻的挑戰。因此，在進行綜合機械化掘進系統智能化建設過程中，工作人員應該構建綜合性的耦合系統，進一步確保掘進設備能夠智能化運行。并且在掘進設備工作過程中，還能夠利用已經構建好的耦合系統，對掘進目標進行優化，從而提出最佳的掘進參數，確保煤礦井下的掘進工作可以協調進行。

3.3 構建智能導航系統

第一，無源導航和有源導航。煤礦井下進行掘進工作時，對掘進設備進行導航，主要是以激光指引為主。在掘進機器中安裝指引設備，讓其發出激光，則機關就代表著巷道前進的方向。掘進設備中的工作人員可以根據自己的經驗，將激光點放置在需要截割的位置上，從而幫助工作人員準確進行截割操作。這種導航方式就是無源導航，無法使掘進機自主進行截割操作。有源導航即是通過監控對掘進工作進行全面的監督與控制，使地面上的工作人員可以及時了解到煤礦井下的具體情況，在第一時間就能夠發現其中存在的問題，從而采取針對性的策略予以解決。

第二，自主識別系統。如今煤礦井下可使用的掘進設備中一般都安裝測量系統，那么掘進設備就會定期進行自我檢測，確保測量出來的數據更加精確，同時掘進設備還會對測量結果進行診斷和傳輸，并且提出有效的維修信息。通過掘進設備中的測量系統可以識別導航系統的精度是否正常，導航系統的精度出現問題從而導致絕境面出現了超差現象。

第三，對多傳感器接收信號進行科學的分析與合理使用。在對綜合機械化掘進系統進行智能化建設的過程中，要以無源導航系統為方案，從而有效解決該系統配置頗為復雜的問題，使該系統具有更高的靈活性和可靠性。并且智能導航系統還可以加多傳感信息融合進來，使其進行綜合化應用，對掘進設備的位置進行準確全面的測量，進一步強化掘進設備操作時的靈活。

第四，實現多系統的協同掘進作業。煤礦井下作業時所使用的掘進設備具備很多子系統，并且這些子系統的任務繁多，但是協同度卻非常高，保證技術人員可以按照已經設定好的操作環節進行破煤、裝煤、運煤等操作，還可以充分展現掘進設備的施工特點。在掘進設備安裝和支出環節過程中，非常容易出現運輸傷害或者器械傷人事件，這就為掘進設備中的自主識別系統提出了非常高的挑戰與任務。在煤礦井下作業時最重要的就是要提升掘進設備的工作效率，確保掘進設備能夠安全快速地進行掘進操作。相關單位還應該引進新型的掘進裝備技術，鼓勵本單位的技術人員對掘進設備進行自主創新，最終實現煤礦井下作業的可持續發展。

第五，根據人工智能的引導，對掘進參數進行仔細的分析和合理的處置。在煤礦井下進行作業時，掘進設備要根據不同的地質條件，使用不同的載荷參數。并且掘進設備要按照掘進深度和需要挖掘的數據，構建巖巷掘進機狀態，從而將掘進設備的映射關系反映出。工作人員還應該對掘進設備的各種參數理論進行著重分析，并且根據現有的參數計算方法，對掘進設備的各種參數進行優化和匹配，掘進設備在井下工作過程中遇到不良問題時，可以采取措施及時處理，進一步降低井下煤礦掘進作業時出現安全事故的風險。

第六，智能導航系統的優勢。在綜合機械化掘進系統智能化建設中，運用智能導航系統能夠對截割頭空間的位置進行準確檢測，并且配合使用遠程操控系統，對掘進設備進行精準的、數字化的控制。相關單位還應該根據煤礦井下的具體情況，對掘進設備的相關參數進行相應的調整與優化，從而提升掘進設備的工作效率，保證掘進工作在安全穩定的情況下進行。

4 煤礦井下綜合機械化掘進系統智能化建設時需要注意的問題

通過上述分析，與傳統的掘進技術相比，綜合機械化掘進系統有著非常高的優勢，能夠與現代煤礦井下掘進需要相符，同時還可以有效降低勞動力成本，減少掘進工作時間。但是綜合機械化掘進系統也有一些不足，那就是在使用掘進設備的過程中，非常容易受到一些客觀因素的影響，導致在操作掘進設備時出現失誤現象，威脅了施工人員的生命安全，而且還影響了煤礦井下掘進作業的效率。因此，在對綜合機械化掘進系統進行智能化建設時，就必須對掘進設備工作時的安全問題進行高度重視，確保掘進設備在工作時盡可能不發生各種安全事故。相關單位還應該對技術人員做好培訓、教育工作，提升技術人員的安全意識和專業技能。如果掘進設備在工作過程中發出了故障信號或者故障警示，相關工作人員必須第一時間遠離現場，確保自身的安全。

除此以外，在對綜合機械化掘進系統進行智能化建設時，還需要根據掘進設備自身的性能，進行合理科學的優化與完善。首先，在啟動掘進設備時，工作人員能夠按照相關的標準進行，使掘進設備始終處于穩定工作的狀態之中。其次，在掘進設備工作過程中，相關單位還需要配備兩名技術人員，這兩個人要高度的配合與協調，共同操作掘進設備完成掘進工作。當然技術人員在發現掘進設備出現問題時，應第一時間停止操作掘進設備，并且停機檢查，及時找到掘進設備出現故障的原因將其消除。

5 煤礦井下綜合機械化掘進系統智能化建設的應用與展望

對煤礦井下綜合機械化掘進系統進行智能化建設，能夠使其高速有效地進行掘進工作。綜合機械化掘進系統在工作時可以分為以下幾個工序：支護、運輸、掘進等等，工作人員必須利用先進的技術將這幾個工序進行整合，有效處理在支護、運輸、掘進過程中出現的問題，使掘進設備的各個系統可以實現一體化水平，進一步強化了掘進設備的工作效率。

如今，在進行綜合機械化掘進系統智能化構建時，主要的發展趨勢都集中在機器人領域內，即使掘進設備有機器人的各種功能和特點。為了更好地實現這一目標，就需要使掘進設備具備遠程遙控、自動智能截割、遠程監控等功能。遠程遙控主要是指掘進設備具備膠帶轉載機、井下掘錨機等的功能，還應該配置除塵系統、通信系統以及供電系統，從而使掘進設備實現支護、運輸、掘進一體化水平；自動智能截割則是指可以提升掘進設備位置檢測的可靠度，并提高掘進設備的控制精度。而且自動智能截割還要使掘進設備，在進行截割操作時具備更高的可靠性，擴大了煤礦的開采效率，進一步提升了掘進設備的工作效果；遠程監控則是希望提高潔凈設備的可操作性和可控性，確保數據在運輸過程中的通暢性。因此，在進行綜合機械化掘進系統智能化構建時，要不斷優化掘進設備的工藝，對掘進設備的工作速度和工作過程進行全方位的調控，進一步提升掘進工作的安全性和穩定性。

6 結束語

綜上所述，對綜合機械化掘進系統進行智能化構建，是現代科學技術高速發展所催生的，也是煤礦企業為了更好地迎合市場發展的需求。因此，煤礦行業應該根據具體的發展狀況，選擇科學、合理的技術對綜合機械化掘進系統進行智能化建設，使掘進設備具備更加完善的功能，進一步提升掘進效果，保障掘進工作的順利開展。