煤矿智能化支护技术与装备

煤矿智能化支护技术与装备
摘要：多年的持续开采，我国现有的煤炭资源越来越少，因此，要想满足市
场对煤炭的需求，就要发展采矿工艺，从采矿工艺上提高采矿效率。

矿井巷道开
挖是矿井生产过程中一项比较普遍和重要的技术，它直接关系到矿井的生产效率。

在这一背景下，论文对矿井智能采掘系统的设备技术进行了研究。

关键词：技术与装备；智能化；控制
引言：
煤炭开采是一项工作，其工作环境十分恶劣，危险性很大。

因此对开采矿石
的要求也很高。

智能化支护是采煤生产中的一种重要设备，其电液控制技术能够
有效提高采煤效率，提高采煤安全。

这是煤炭企业发展的标志。

智能设备技术最
早出现在英国，随后在德国迅速发展，并于本世纪末逐步普及与应用。

由于我国
在这方面的研究起步比较晚，所以在这方面的研究还处于起步阶段。

本文重点对
煤矿工作装备支护技术的发展及应用进行了分析和研究，以期为我国煤矿企业的
发展提供更多的可借鉴的建议，我国的智能化煤炭刚刚起步，还具有高效率、高
安全性等优点。

煤矿工作智能化支护装备技术，主要是利用智能化掘进在煤炭开采中，在掘
进过程中，对工作面的顶板支护进行工作，以确保煤炭开采的安全性和稳定性。

这个办法首先发端于英国。

该技术已被广泛应用于煤矿，尤其是在综放工作面。

采用智能掘进实现支护作业，其控制流程与方法较为复杂、繁琐。

每个智能掘进
机都可以在工作区域内根据不同的工作条件进行灵活的调节，其工作模式有几十
种之多，工作模式十分复杂。

一开始，智能掘进的控制以人工液压阀为主，但很
明显，这种控制效果并不理想，无法适应当前煤矿企业的发展需求，无法保证其
安全、稳定。

在此背景下，在实际的开采过程中，还会出现各种各样的问题，这就要求国
家有关部门充分发挥自己的创新能力，来解决这些问题，从而推动我国的煤炭行
业稳步持续发展。

煤矿智能化支护装备技术应运而生，逐渐替代了传统的控制方法，进一步提高了智能化掘进的控制水平，提高了工作效率，提高了煤矿生产的
安全，为煤矿企业的发展提供了强有力的支持与保证，在于此同时也保障了工作
者的健康问题。

一、煤矿智能化支护技术与装备的研究
当前，在智能装备技术的研究和应用中，主要集中在对其控制方式的研究上，主要涉及到了硬件控制系统和自动控制等方面。

按照其控制位置以及各部分的功能，对煤矿智能化支护控制技术进行了结构划分，可以得到邻架先导控制技术、
成组控制技术等几个方面。

以下是具体的控制方式：
（一）邻架先导控制技术
采用这种控制方法，可以有效地规避或降低智能掘进时可能带来的安全隐患。

此外，这种控制方法还可以有效地改善对于液压支护设备的控制，从而避免了人
工控制所带来的问题和弊端，简化了控制流程，它是最早被发明并应用的电液控
制技术。

这种控制技术主要是通过电子技术，来控制其电磁先导阀，给液压主阀
提供动力，从而保证其正常运转。

本文针对这一问题，提出了一种新的方法。

该
系统采用电气信号、电磁导向阀等技术，实现了智能化掘进过程中的电气液压控制。

在该技术初期，其控制系统是由多台电液控制器与电磁先导阀组成，在控制
工作中，每一台设备都被看作一个独立的个体，没有信息交互，也没有电缆连接。

为了对电缆进行控制，需要输入远距离通信信号。

总体而言，该方法较为简单，
但能够有效地提高工作效率，提高井下作业的自动化水平，进而促进煤矿生产的
安全稳定。

（二）成组控制技术
利用智能化掘进电业控制技术设备，能够有效提高控制水平，在该设计当中
增加了成组控制技术。

该控制技术主要是方便对于一百多台的智能化掘进仪器进
行统一管理。

可以利用一台控制器来达到对于所有或者是部分智能化掘进进行控
制的目的。

在使用过程中，该控制器内部需要植入一定的控制程序。

然后使控制
器与通信电缆进行连接，以此来进行信号传输。

全断面掘进机为一套设备，包括
盾构机或全断面掘进机，锚杆支护系统，运输系统，除尘系统等，适用于煤巷、
半煤岩巷和全岩巷道的全断面快速掘进，可一次成型，具有高效截割加载，掘进
支护并联操作，封闭掘进，具有更高的安全性，更高的智能化，更高的掘进效率。

该技术的使用主要是通过线路传输功能来实现将多台智能化掘进设备进行连接，便于对其进行统一控制，使每台智能化掘进之间都能够进行信息传输和交换。

使煤炭综采工作面智能化掘进成为一个整体的系统，提高整体管理水平。

对该系
统内部植入芯片，就可以利用简单的通讯功能来实现支护设备的整体控制。

在设
置成组控制技术设备时，需要配备和使用相对比较复杂的键盘，以便于更好的对
于智能化掘进进行灵活指挥。

该技术有效的提高了智能化掘进的控制水平，极大
的提高了智能化掘进的运行效率，保证了开采速度。

（三）“视觉+”组合定位
采用“视觉+”的位姿测量方法，以激光光点-线特征标记为目标，对悬臂掘
进机本体与截割头进行单目三维位姿测量，并以隧道设计走向为参考，构建隧道
坐标系，对掘进设备本体进行全方位位姿探测，为后续的智能截割、纠偏控制、
定向掘进奠定理论与技术基础。

针对视觉测量中存在的遮挡、丢帧等问题，利用
廉价的惯性导航技术，通过多传感器数据融合，实现对目标的高精度的动态测量。

二、智能化支护技术与装备的未来发展趋势
随着科学技术的不断进步和现代信息网络的迅速发展，人们对此也越来越感
兴趣。

在智能化支护中，电动液压控制技术的发展方向和趋势是逐渐朝着现代化、网络化的方向发展。

从而提高了对智能化支护作业状态的智能自动控制的程度。

可以有效地满足目前煤矿企业的发展需求和现状，从而提高了他们的工作效率，
从而可以更精确地控制智能化支护工作状态。

以下是具体的发展趋势：（一）电液控制技术向网络化发展
自上个世纪末以来，互联网在世界范围内得到了广泛的应用，给人类的生产
和生活带来了极大的便利。

各行各业都在逐步实现网络的转型。

在这种情况下，
智能掘进的电气与液压控制技术必将朝着网络化的方向发展。

智能掘进工作面装
备技术要朝着高度信息化的方向发展，要对这个控制系统的功能进行拓展和强化。

在目前快速发展的网络技术的基础上，通过现代的软件和硬件设备，来提高数据
收集以及数据传输的速度，从而提高信息的可靠性和时效性。

当前，对电液控制技术的网络化研究，主要是在其控制通信模块的基础上，
将其与现代的网络系统进行结合，从而建立一个更全面的局域网，从而实现信息
的快速传输和数据计算。

从而有效地实现了对煤矿开采工作的实时监控，方便更
好的实现天人化值守生产。

它的安全性、稳定性得到了有效的提升。

（二）电液控制技术与大数据技术的结合
大数据时代已经到来，大数据技术可以在很短的时间里，对各种各样的、形
形色色的、种类繁多的大量信息，展开快速的分析与计算，并对这些信息进行梳
理与整合，从而得到数据加工与处理的结果。

这种方法的使用，可以有效地加快
数据的处理速度，增大数据的处理密度和处理量。

通过对数据结果的分析，提炼
出更具方向性的信息和目标，以便更好地进行管理和决策。

该方法能提高测试结
果的准确性和可靠性。

然而，随着煤矿井下隧道的智能化，隧道内的机器设备数量不断增加，每台
机器的工作状态和动作都达到了数十种。

因此，很难对其进行有效的控制和管理。

如果一个智能化的巷道设备发生了短路，将会导致整个巷道的支护系统失效。

最
小的可能会影响到工作的进度，严重的可能会引起重大的安全事故。

因此，要提
高液压支承设备的工作状态，就得加大数据处理力度。

通过分析，能够更好地运
用所得到的数据，发现问题，解决问题，从而进一步提高了水力支撑设备的管理
水平。

将电液控制技术与大数据技术相结合，能够更好的掌握设备的运行状况，
对设备进行有效的维修与保养，进而提高其运行性能与使用寿命。

从而保证了矿
井的稳定和安全。

三、结束语
总而言之，智能化支护装备技术的开发和应用，有效地提升了煤矿企业的开
采效率，进一步提升了煤矿开采工作的安全性和稳定性，有效地实现了该企业的
自动化和智能化。

这样，可大幅度降低人工费用，增加企业经济效益，降低安全
隐患。

该技术得到了行业的认可和关注，得到了广泛的应用，具有良好的发展前景和广阔的发展空间。

这将有力地促进我国煤炭工业的快速发展和进步。

煤炭企业的发展离不开安全稳定的保障。

在这种情况下，智能化支护工作面装备技术就是在这种情况下产生的，它逐步取代了传统的控制方式，使智能化支护的控制水平得到了进一步的提升，从而提升了工作效率，提升了煤矿生产的安全性，为煤矿企业的发展提供了有力的支撑和保障。

参考文献：
[1]尚俊剑. 车集煤矿智能化工作面超前段锚索加强支护技术研究[D].中国矿业大学,2021.DOI:10.27623/ki.gzkyu.2021.000893.。