煤矿智能化开采技术现状及展望_1

煤矿智能化开采技术现状及展望

发布时间：2021-09-05T16:16:25.226Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：贺海军

[导读] 摘要：我国的煤炭资源十分丰富，煤矿相关行业和产品也是当前我国实体经济的主要动力和来源，所以煤矿开采相关行业和技术已经成为近年来我国科学技术研究的主题。

神华亿利能源有限责任公司黄玉川煤矿内蒙古鄂尔多斯 017000

摘要：我国的煤炭资源十分丰富，煤矿相关行业和产品也是当前我国实体经济的主要动力和来源，所以煤矿开采相关行业和技术已经成为近年来我国科学技术研究的主题。为了进一步提高煤炭的安全利用率和质量，本文分析了煤矿综采生产工作方面的智能化技术在我国的发展现状，阐述智能开采的必要性，并解析煤矿综采工作面智能化技术应用主要存在的问题，提出煤矿综采工作方面的智能化技术未来研究方向。

关键词：煤矿；智能化；开采；现状

引言

我国作为能源大国，拥有丰富的资源储量。近些年，国家从资金和政策上给予了煤炭技术装备领域大力支持，煤炭智能化技术获得良好发展，不论是自动化程度，还是机械化程度均得到了显著提升，确保了煤炭安全。大部分煤矿企业的产量破亿，同时实现了零死亡的目标。但通过对我国现阶段的煤矿开采智能化进行分析能够看出，其还具有很大的上升空间。井工开采为我国煤炭开采主要采用的方式，而由于我国具有十分复杂的地质结构，初级的智能技术难以满足现实需求，并未从根本上确保煤炭的安全性，很容易出现各种事故，如冒水事故、顶板事故等。所以，为保障我国在煤炭开采方面的安全，就应对智能技术展开深入研究，并对其做出不断改进。

1煤矿智能化开采技术现状

我国自20世纪80年代以来，一直在积极研究电液动力学和控制传感器系统的技术，但真正的大规模推广和应用却是从2007年开始的，电液控制系统的相关技术也随之逐渐发展。目前，由于得到政府相关扶持政策的大力引导支持，在加强煤矿综采煤机设备制造工作管理方面中也越来越多地应用到智能化综合开采的一些相关关键技术，并且取得了以“支架电液控制+记忆割煤+可视化远程干预控制”的煤矿综合开采自动化干预控制管理模式和作为主要技术代表的一系列关键技术创新发展成果。郑州煤矿机械集团公司作为目前全国最大的大型煤机设备制造工业公司之一，近几年已经陆续投入了大量资金，联合国内煤矿科学相关研究技术机构和煤矿重点生产企业先后成功引进刮板采煤机自动干预调高、自动化监控放电割煤、自动干预追踪机等关键技术，实现了对煤矿工作面刮板采煤机、刮板采煤输送机、液压机等支架“三机”人工联动干预控制、远程干预可视化人工干预自动控制等多项关键技术。近年来，我国在煤矿综采管理工作等方面的应用以及相关应用技术的研究不断发展，由于政策的大力扶持，投入了相当多的时间、资金、物力去研究关于煤矿综采管理工作等方面的智能化煤矿开采以及相关应用技术。

2煤矿智能化开采技术展望

2.1逐步优化安全防控系统

现阶段，我国越来越关注煤矿开采安全防控系统，所以安全监测工作是煤矿系统中必不可少的一环。不仅要严格监控煤矿人员的下井工作，同时还要加大网络系统的监控力度，以便于第一时间发展和处理矿井中存在的问题。并且，还要在固定的时间了解矿井的安全系数以及各设备的使用情况，一旦发现有安全问题，需要第一时间解决。此外，煤矿企业还需要在固定的时间培训工作现场的机械操作人员，有效提高其综合素质能力，从而确保安全操作系统更加完善。工作人员在工作中，需要把相关工作记录做好，以确保之后的工作安排和工作排查有据可循。总之，促进工作人员的安全意识增强，确保设备的安全性，可以有效降低煤矿生产意外事件的发生率。

2.2合理使用智能机器人

利用遥控智能机器人完成工作面的维护和管理，具有较好的效果，需要注意加强先进传感器的匹配，并且完成改装，以提升矿井智能化工作面的自主开采效果。需要对智能化掘进技术进行有效的应用，让掘进设备的智能化和整体性提高，对掘进工作面进行有效的控制，保证无人化开采的实现。

2.3大数据精准控制

基于大数据分析智能决策平台提供的精准开采模型，对井下采煤机、液压支架、刮板输送机等设备精准控制系统进行执行控制转换，转换为全自动开采的控制算法，根据控制算法得到的结果指导工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等设备的全自动作业。大数据决策精准控制技术路线如图５所示。根据雷达、惯导对设备姿态的实测数据，实现设备具体控制姿态（采煤机的采高值、卧底值、液压支架的拉架行程值、立柱高度的实际测量反馈值）的准确测量值，再将精准控制的设备姿态反馈给精准控制模型，形成一个完整控制闭环。通过大数据算法库可以计算采煤机左右滚筒是否达到预期采高及卧底，液压支架组是否达到工作面直线度以及跟机的推溜、拉架等动作。精准开采模型控制闭环形成后，自动将执行动作和控制指令记录下来并生成样本库，再将样本库数据和精准开采模型数据进行算法计算，结果反馈给大数据精准开采决策平台，利用控制模型闭环后所产生的数据样本进行精准开采模型的迭代优化计算，决策出最优的调整控制方法，通过调整参数、次数、频率等数值，降低设备精度和动态控制造成的误差，从而达到动态生产过程中对综采设备精准控制的目的。

2.4自适应调高技术

自适应调高技术包括智能化控制技术与煤岩界面自动识别感知技术。智能化控制技术能够有效的调节采煤机滚筒高度，可以有效的降低控制延时现象。当前，自适应调高技术在煤炭开采过程中被广泛应用，受到了煤炭行业从业者的青睐。该技术对煤岩界面进行自动识别和感知，从而满足智能化控制技术应用需求。在煤炭开采时，合理使用煤岩界面自动识别感知技术，有效调节滚筒高度，保证在割煤工作的顺利开展，防止对岩石进行切割。

2.5设备趋于多样化

通过相关了解可知，现阶段我国煤炭智能化技术和相关开采设备，具有设备复杂、结构单一的特点，同时矿井中的工作环境较为狭窄，其很难在这样的环境中展开开采工作。为了使人们的煤矿需求得到满足，煤矿企业在开展开采工作中，必须积极引入各种各样的设备，同时促进设备使用效率提升。比如，加大对智能化采矿机器人的引进力度，逐渐将人工的采矿工作取代，如此便能节约更多的物力和人力，促使矿井事故带来的伤害有效降低。还可通过安装人工智能处理传感器实时传输矿井的开展情况等，由工作人员在矿井上安排和处