煤矿综采智能化工作面关键技术解析

煤矿综采智能化工作面关键技术解析
摘要：深入探讨柳塔煤矿22105综采智能化工作面的关键技术，包括无人化
技术、数据采集与处理技术、人工智能技术、通信技术、安全监测与控制技术、
能源管理技术以及数据安全与隐私保护技术。

这些技术的应用可以提高煤矿生产
的效率和安全性，促进煤矿行业的可持续发展。

未来的研究可以进一步探索这些
技术的应用效果和优化方向，以推动综采智能化工作面的进一步发展。

关键词：煤矿；综采智能化；关键技术
中图分类号：TD47文献标识码：A
引言
煤矿行业一直是世界能源市场的重要组成部分，然而，传统的煤矿开采方式
在环境保护、安全生产和效率等方面面临着诸多挑战。

为了解决这些问题，科技
创新成为推动煤矿行业可持续发展的关键因素之一。

随着人工智能、物联网、大
数据等技术的发展，煤矿综采智能化工作面成为了煤矿开采的新趋势。

柳塔煤矿22105智能化工作面通过将传感器、自动化设备和智能控制系统应用于开采过程，实现对煤矿资源的高效利用和精确分配，提高了矿工的工作条件和安全性，同时
也提升了开采的效率和质量。

我们相信，通过更加智能化的工作面技术应用，煤
矿行业将迈向更高效、更安全、更环保的未来。

1煤矿智能化开采内涵
将智能化开采系统运用到煤矿开采过程中，可以使煤机装备实时感知井下的
复杂环境与变化，然后对控制参数进行相关调整。

在煤矿智能化开采过程中，智
能感知、智能决策及智能控制非常关键。

煤矿智能化系统就是以自动化装置为重点，结合具有现代化特点的理念与思想，对矿山的开采信息进行收集，而后再应
用网络将数据进行集成，利用智能化操作提供高质量的服务。

智能化设备可以自
主地方式进入学习过程，且其决策能力也极强，能更好地感知和分析问题，并自
主修正，即使将其运用到复杂性的条件和环境下，它也能制定出科学性、可行性
较强的开采计划与方案。

结合环境产生的不同变化，智能化开采设备可发挥出自
身的作用和优势，真正实现智能化开采的目标。

在复杂的条件下，智能开采设备
也可以进行无人开采。

2煤矿智能化开采现状
近些年来，煤矿开采技术不断发展，随着科学技术的进步，煤矿先后经历了
人工开采、机械化开采、综合自动化开采、数字化开采和智能化开采等阶段。

多
数生产矿井的机械化程度达到了90%以上，生产设备的自动化程度不断提高，相
继开发了初级数字矿山综合自动化系统和煤矿智能化开采工作面。

在最近10年
的时间里，煤炭工业将研发重点确定为智能化开采技术和装备创新，突破了多项
关键技术。

目前中国已经有超过200个工作面实现了初级智能化开采，为中国智
能化开采工作面的推广积累了宝贵的经验。

但目前中国智能化开采技术尚处于初
级阶段，在智能化开采工作面生产设备中，承担主要生产任务的采煤机、运输机、液压支架的智能化程度较高，但辅助运输、通风等环节智能化程度略显不足，智
能控制平台建设尚不成熟，控制系统性能较差，受限于现有的传感器敏感性、工
作稳定性不够等，智能化开采感知和决策系统仅能满足生产设备自身工况的感知
和调节需求，对外部生产环境变化感知的能力较弱，无法在环境变化时动态决策
完成自身工况的调整。

因此，已装备完成的智能化开采工作面只适用于地质条件
较为简单的工作面生产，智能化开采技术还不能适应诸如有冲击地压危险的工作面、地质构造条件较为复杂的工作面等生产条件。

此外，由于煤矿智能化开采标
准体系也处于初级阶段，目前煤矿开采的生产技术条件和工程地质条件差异较大，煤矿智能化开采建设标准也存在较大差别，在中国中西部地区地质条件较为简单、生产效益较好的煤矿企业将率先完成智能化开采建设。

3煤矿综采智能化开采关键技术
3.1 视频监控技术
视频监控技术就是借助信息化技术建立相应的视频监控平台，从而对各项采
煤设备进行实时监控和控制管理，确保开采高效和安全。

在实际开采作业过程中，
可以利用视频监控技术建立一个虚拟三维开采环境，在该系统中相关操作人员可
以依据虚拟环境和模拟来获取整个矿区相关设备和各个区域的作业信息，进而对
整个工作环境进行相应的监管和操控，从而大大提高整个综采工作面的工作效率、精准性与科学性。

同时，该系统可以进行设备的模拟运行，收集识别处理传输各
种信息集，使管理人员对设备在某个工作环境的工作状态有更深刻的了解，并且
通过远程监控管理可以显著降低故障频率，降低维修成本并使各设备时刻都能保
持在高效运行状态。

因此合理运用视频监控技术能够使整个煤矿综采工作向着更
加智能化的方向前进。

3.2 记忆割煤技术
采煤机的记忆截割主要包括精准定位技术、记忆割煤技术、安全感知技术等，其中，精准定位技术是实现采煤机记忆截割的基础，只有采煤机实现精准定位截
割煤体，才能实现煤矿智能化开采。

采煤机的整个记忆割煤过程主要包括采煤机
姿态感知、记忆学习和记忆截割过程。

姿态感知是在采煤机不同位置安设不同类
型的传感器，测量采煤机转臂的摆角，行走位置、机身前后左右倾斜角度等信息，结合采煤机的机械模型实现对采煤机姿态的测量感知；记忆学习是指采煤机控制
人员通过操作面板控制采煤机完成一个采煤循环过程中，采煤机控制器对滚筒高度、牵引深度等进行记录整理，以便于后续根据所记录的割煤数据进行自动割煤
作业；记忆截割是指采煤机自动作业过程中，根据记忆数据进行智能截割，并根
据煤层变化、位置变化等对采煤机进行自动调控的过程。

3.3 位置检测技术
高效监测对提高煤矿生产安全性有着重要作用。

在煤矿开采过程中，综采工
作面监测是最重要的工作，监测过程中常见的技术以惯性导航技术为主，该技术
主要用于检测采煤机位置，但检测结果有较大的误差。

因此，在惯性导航技术的
应用过程中，还要配合一些辅助性位置检测技术。

例如，在惯性导航技术的基础
上实施闭合路径算法，提高采煤机位置检测的精确性，这对提高采煤效率和采煤
安全性有着重要作用。

3.4 煤流系统智能化技术
煤流系统智能化技术是紧随时间发展脚步出现的一种新型技术，它可以促进煤矿开采工作真正实现无人化。

智能化系统主要包括四项技术：其一，煤矿综采检测技术。

该技术可了解煤矿的工作图像，再以人工智能的方式，对图像中包含的相关信息进行研究与分析，以最快的速度计算出瞬时煤量。

其二，工作面智能预警技术。

该技术可以大幅提高煤流的运转效率，通过结合现场的真实情况，对煤流系统控制工具进行更新与改善，使整体设备呈现出更好的工作效果，在节约煤矿能源用量的同时，还能延长设备的使用寿命。

其三，煤流系统大数据远程控制平台。

该平台可汇集、分析、上传相关数据信息，依托这些数据信息，工作人员可制定出完善的策略，解决煤流系统的生产问题，为煤矿综采工作的顺利、有序进行提供帮助。

其四，智能控制系统。

该系统可帮助煤矿综采工作向无人化操作模式快速转变。

4结束语
通过分析22105综采智能化工作面所突破的关键技术，结合具体煤矿探讨了综采智能化工作面的建设方案。

虽然目前许多关键技术取得了突破，但是在实际应用中仍还有许多技术问题需要解决。

在未来，仍需要进一步完善智能化开采技术，以提高其适用性。

参考文献：
[1] 索文龙.煤矿综采工作面智能化开采[J].能源与节能,2020(10):101-102.
[2] 王祥.煤矿综采工作面智能化技术及装备管理与趋势[J].企业观察
家,2020(10):102-103.
[3] 胡广超.大采高综采智能化工作面开采关键技术研究[J].科学技术创
新,2020(22):153-154.
[4] 樊亚辉.综采智能化工作面开采关键技术研究[J].科学技术创
新,2020(22):156-157.
[5] 曾茂秋.大采高智能化综采工作面关键技术研究[J].内蒙古煤炭经
济,2020(14):60-61.。