煤矿综采工作面自动化技术的应用

煤矿综采工作面自动化技术的应用

杨德龙

国家能源集团神东煤炭集团榆家梁煤矿， 陕西 榆林 719000

摘要：煤炭作为我国能源体系中的重要组成部分，也为其行业发展带来了很多机遇和挑战，保证煤炭资源供给的持续性和稳定性。但在保障煤炭企业经济效益的同时，也要关注煤炭开采的效率和质量。其中自动化技术作为一项前沿技术，在煤矿综采工作面的应用，为煤矿行业的进一步发展创造了良好条件。因此，本文针对以上问题，探讨煤矿综采工作面自动化技术。

关键词：煤矿开采；综采工作面；自动化技术

引言：

在煤矿开采中，一旦发生煤矿事故，不仅会延误采矿进度，影响企业经济效益，严重情况下还会给工作人员的生命安全带来威胁，是煤矿作业中的重点关注问题。基于此，煤矿综采工作通过对机械化程度的提高，以及对自动化技术的应用，切实解决了这一问题，减少了煤矿事物的发生概率，具有十分重要的意义。

1煤矿综采工作面智能化技术

1.1液压支架跟机自动化技术

液压支架跟机自动化技术是指以采煤机的位置为基准，结合矿井开采工艺，依据工作面顶板压力、倾角、液压支架姿态、采煤机运行状态等信息，将整个生产过程划分为不同的阶段，确定合适的割煤工艺，自动决策并控制液压支架中部跟机、端头清浮煤、转载机自动推进等动作，液压支架跟机自动化工艺能够有效保证工作面生产的衔接性，实现安全高效的生产。液压支架跟机自动化工艺实现的主要条件包括:①采煤机位置的确定;②智能工作面设备处于正常运行状态;③正确配置液压支架电液控制系统的参数;④合理控制采煤机推进速度，保证工作面平稳推进。

1.2采煤机记忆截割技术

采煤机记忆截割技术是指在实现液压支架跟机自动化的基础上，结合支架跟机阶段和象限转换点，将采煤机记忆割煤象限分割，按照示范刀所记录的工作参数、姿态参数、滚筒高度轨迹，进行智能化运算，形成记忆截割模板，在自动截割过程中不断修正误差，确保工作面液压支架全工作面自动化控制与采煤机记忆割煤切换的准确匹配，实现自动调高、卧底、加速和减速等功能，降低人工干预的频率，提高工作面自动化跟机生产效率。

1.3工作面视频监控技术

工作面视频监控技术能够将人的视听感官延伸到工作面，通过在工作面安装摄像仪，实时跟踪采煤机，自动完成视频跟机推送、视频拼接等功能，为工作面可视化远程监控提供“身临其境”的视觉感受，指导远程生产。

1.4远程集中监控技术

远程集中监控系统用于在控制中心对三机、泵站和液压支架等设备进行集中监测和控制，汇总三机、泵站、开关、电液控主机和采煤机主机的监控数据，再将这些数据分发给各个主机。

2煤矿综采工作面自动化技术的应用策略

2.1煤矿综采工作面自动化技术的应用影响因素

现实中，煤矿综采工作面自动化技术应用会受到多方因素的影响，主要包括管理、资金、环境、技术四大方面。而在一些中小型煤矿企业中，资金显然是不充足的，无法满足自动化设备和自动化技术引进的资金条件，这便成为限制中小型煤矿企业发展的主要原因。同时，在自动化技术引进中，也需要结合煤矿自身的开采情况来进行综合性研究，确保自动化技术应用的合理，能够发挥出更理想的效果。但是，一些企业在技术引入后，仍延传统模式，或是对其直接套用，从而导致自动化技术的应用无法达到预期效果^[1]。此外，对自动化技术的管理也是十分重要的，企业需要制定出完善的自动化技术管理体系和管理机制，保障技术的合理应用。最后从环境因素来看，我国国土面积大，不同地区煤矿生产情况相差较大，包括煤炭质量、煤炭类型、开采地自然条件都存在很大差异。在自动化技术应用的过程中，也要先做好勘察工作，对各类环境因素进行综合考量，制定科学的技术应用方案。但是，一些企业往往会忽略环境因素的影响，仅仅是参照大企业的样本来效仿其管理机制和应用方法，也在一定程度上限制了技术的发挥。

2.2煤矿综采工作面自动化技术的应用

煤矿综采工作面自动化技术引入中，煤矿企业需对内部资金配置进行合理规划。在面对资金不充足的问题时，可通过股权融资或债券融资的方式进行资金筹措。同时，对筹措的资金进行合理配置，减少不必要的资金浪费。同时，针对中小型煤矿企业普遍存在的资金不足问题，可通过战略性合作，一同引入自动化设备。在技术方面，如果企业已经引入了自动化设备，便需要结合自身开采的实际情况来规划适合的技术应用方式，并持续深化技术研究^[2]。期间，如果出现了技术应用异常问题，就要及时叫停技术应用，对异常问题展开分析，形成异常处理方案，同时详细记录异常信息，强化企业经验积累。最后，在管理和环境方面，煤矿企业要不断加强自身学习，借鉴国内外先进企业的管理经验，并结合自身情况形成属于自己的管理机制。

3煤矿综采工作面自动化技术发展趋势

3.1无人自动化工作面采煤技术发展方向

在煤矿综采工作面中，自动化无人工作面技术主要是对不同的领域进行综合性利用。期间结合不同的数据流可大致将其分为工作面灾害预测系统、三机工监控系统、自动控制系统、防水防尘防爆系统四个系统板块。无人工作面作为一项十分巨大的系统性工程，充分融合了遥感技术、网路技术等多项先进技术，在其开采作业中也囊括了多项子系统

^[3]。而子系统在数据流差异的导向下，仍可进行细分，包括三机工况检测诊断系统、地质灾害预测系统、自动漏洞系统。其中三机系统主要包括刮板生产机、液压支架、采煤机。现阶段综采工作面无人工作面的核心是采煤机，作为一项十分复杂的工作，仅仅是简单的自动化技术并不能满足日常煤矿作业的需求。我国今后煤矿综采自动化技术的发展方向是实现高度集成，将应用于井下作业的机械安全生产带入一个新的层面。

图1 煤矿综采自动化

3.2采煤工艺智能化系统智能控制发展方向

针对不同地质条件，制定不同应对措施，落实因地制宜原则是我国采煤机处理能力提高、效率提高以及动态控制提高的根本要求。无人工作面作为未来煤矿行业发展的主要方向，其井下无人工作面主要是在仿真系统的基础上，通过技术手段将实际的运行状态创建于虚拟环境中^[4]。工作人员可借此系统进行人际交互，同时在系统的应用下，也能够对物体进行更准确地识别，并操控物体运动，从而在不同模型和参数的动态信息交互仿真中，实现生产系统的全面优化。

结束语：

综上所述，自动化技术在煤矿综采工作面的应用具有十分良好的发展前景，且具有其他技术所不具备的明显优势。随着计算机技术的发展，生产的智能化已被应用于各个领域，近年来，随着科学技术的进一步发展，使智能化走向煤矿开采工作面得以实现，文中着眼于智能化工作面的建设，详细阐述了智能化煤矿开采关键技术，以液压支架电液控制系统为基础，形成了以液压支架跟机自动化技术、采煤机记忆截割技术、工作面视频监控技术、远程集中监控技术、自动放顶煤技术为核心的五大综放工作面智能化开采技术。对当前智能化开采存在的技术难题进行分析与思考，提出采煤机智能调高、液压支架群组与围岩自适应以及工作面直线推进控制等相关技术手段，旨在为智能化矿井的建设与推广应用提供一定借鉴与参考。

参考文献：

[1]康召军.煤矿综采工作面支护技术问题探讨[J].石化技术,2020,27(06):272+274.

[2]贾耀斌.煤矿综采工作面顶板控制技术探究[J].石化技术,2020,27(06):243-244.

[3]许小永,王建军.煤矿综采工作面智能化技术与设备的发展研究[J].江西化工,2020(03):154-156.

[4]关正正.煤矿综采工作面设备安装拆除现状及改进方法分析[J].石化技术,2020,27(05):250+246.