安徽省淮南矿业集团煤业公司顾桥矿 安徽淮南 232053
摘要：随着科学技术水平的不断提高，促进我国工业技术和网络技术水平的不断改进，相应的也影响到我国产业动向的变革，未来产业的发展越来越倾向于智能化发展，我国煤矿工作受到工作性质和恶劣环境的影响，其安全隐患问题一直是行业内人士关心的重要问题，随着智能化、科技化水平的不断提高，有关专业技术人员逐渐将智能化融入到煤矿开采工作中，煤矿综采工作面智能化开采的应用不仅可以实现无人开采的目标，还可以大大促进煤矿综采工作的开展，是适应时代发展的一项技术革新。文章对煤矿综采工作面的智能化设备与开采技术进行了研究，以供参考。
关键词：煤矿开采；综采工作面；智能开采
1煤矿综采工作面相关智能化开采装置介绍
1.1智能采煤机装置概述
对于智能采煤机装置来说，能够紧密参考采煤技术具体的需求情况，合理设计出多样化的运行形式，达到对联动管控刮板输送机设备和支架有效协调的效果。利用先进的MEMS传感器技术，完成采集采煤机支架运行状况的任务，同时合理预测采煤机具体位置关系计算和运作轨迹的情况，实现闭锁采煤机与其它相关设备有效联通的目的。运用智能采煤机装置，能够以自动的形式，完成煤炭分界的科学探测任务，并结合有关采煤技术，逐渐形成一个系统化的煤矿开采体系。在有关监控中心当中安设一台采煤机远程操控平台，并和采煤机装置的位置监测系统实现通信，以便获知采煤机装置具体的运行方向。
1.2智能液压支架
针对煤矿综采液压支架电液管控系统而言，属于支架生产以后的一个其附属产品，并没有在液压支架结构当中实现引入，后续的相关支架产品应该进行设计之初，便运用到电液管控系统，使支架相应的机械结构、控制器以及传感器等装置实现统一化，降低了支架的成本，达到提高支架自动化能力的目的。在有关监控中心当中安设一台液压支架远程操控平台，把相应的工作面视频、电液管控计算机界面当成主要的形式，并借助支架远程控制台，达到远程管控液压支架的目的。由于煤矿综采工作面液压支架电液控制系统得到了广泛的应用，促使采煤机设备的支架得以自动化。不过，经过自动降移升以后的液压支架无法满足相关的工作要求，需要科学判定工作面内不同类别支架的区域情况，如此，不但能够让工作面支架达到自动化找直的效果，而且借助先进的机器视觉技术，能够准确计算出支架的具体位移情况。
1.3智能刮板运输机装置
基于加快煤炭输送速度的目的，需要定期检测刮板运输机设备的直线性情况；从采煤机装置的支撑角度来说，应该保证一定的平整性。并且需要针对支架之间相对范围、彼此影响的情况加以管控和测定。以规避下滑上窜作为目的，需要科学分析相关刮板运输机设备的定位情况，并加大智能刮板运输机设备的研发力度。
2煤矿综采工作面辅助开采的智能化技术
2.1支架防碰撞技术
在采煤机上能够安装一种主动安全系统——防碰撞系统，这属于一种能够事先将视听报警信号发送给采煤机操作工作者的探测设备。而雷达探测防机械碰撞的主导功能是结合雷达探测技术对采煤机滚筒附近的阻碍物体进行感知，倘若系统探明采煤机工作前存在阻碍物，那么采煤机的运行会暂停以及等待相关工作者进行解决。其运行理论是：基于顺利运行的采煤机情况下，这个系统的状态不运行，而在采煤机快要接近矿井装置、液压支架、操作者的情况下，这个系统会将警告发出。在警告发出之后，倘若操作者未曾实施一定的对策，像是加减速制动，那么这个系统的紧急制动设备能够自动地运行，从而防止碰撞现象的发生。
2.2视频监控技术
综采工作面模拟采矿系统通过提高虚拟现实技术建构一种三维的实际采矿环境，对运行的工艺装置与采煤整个过程进行模拟，该系统能够跟操作者进行交互，以及实时地穿越所有的空间到达系统模拟的全部范围中。这种系统可以确定空间状态、管理物体运行、识别物体、输入以及处理一系列的信息、模拟自然现象、识别物体等等，其显著的特征是建构一种非常接近实际采掘现状的三维化环境，结合计算机对采矿的现状进行呈现，从而得到装置工作的一系列参数、各种装置的动态呈现图、生产系统的工作现状平面图等，这涵盖工作装置间距、产能、时间等，在动态模拟各种采掘参数、各种型号装置生产系统的基础上实现评价以及优化生产系统的目标。
2.3实时控制协议技术
为了使综采工作面的远程遥控实现，尽量确保较小的传输视频延时，结合支架与采煤机的控制标准，视频端至端延时应保持在50ms以内，这对综采工作面的摄像、传输、解码图像、储存的要求比较高。因为受到长距离工作面的影响，采煤机附近、刮板运输机链条、胶带运输机出煤口、工作面支架等需要采集与呈现视频，兼顾到摄像仪的容量，立足于以太网的数字化视频系统可以结合双绞线进行传输，这样不再进行布线，然而数字视频系统中的信号呈现在显示器之前需要传输、编码、解码、数字化等操作，这导致时间延迟在300ms以上，还应优化采集、传输、呈现的一系列方面。
2.4综采装备核心智能控制技术
控制装置是综采装备智能化的核心，是直接关系到装备智能化程度的因素。要实现综采装备智能控制，必须对现有控制方式进行智能化控制改进，针对液压支架智能推移提出一种新的智能推移控制系统。在调整支架时，该液压支架智能推移控制系统能够利用传感器实时确定支架实际位移模型，从而确定支架及刮板机在推移动作中的实际位移值；将该数值与系统预设值进行比较，得到实际修正值，从而决定支架接下来的动作及动作值，使整个推移控制过程形成一个闭环控制，使系统在整体控制运行中能够根据实时监测的支架和刮板机实际运行情况，对后续的推移位移值进行实时修正，使支架在推移过程中保持直线性和同步性，实现对支架推移的精确智能控制。基于矿井地质勘探信息搭建待开采煤层全信息模型，并且在巷道掘进过程中利用物探、钻探等技术方法对待开采煤层、煤岩分界面进行辅助监测，利用实际探测结果对煤层全信息模型进行修正，实现对煤层、煤岩分界面的预测判断；应用惯性导航技术对采煤机的行走位置及三维姿态进行实时监测，利用轴编码器对采煤机位置姿态进行二次校验；基于煤层、煤岩界面预测判断结果，对采煤机的截割路径开展超前规划，根据采煤机位置的精准定位及煤层、煤岩界面预测结果对采煤机摇臂摆动角进行控制，满足工作面不同位置处采煤机滚筒截割高度的自适应调节，实现采煤机截割高度的智能化调整。通过对采煤机的截割速度、截割高度、支架推移量等信息进行监测，再通过计算可以得到采煤机的理论采煤量及刮板机的煤炭赋存量。在实际生产过程中，刮板机并不需要任何时间都满负荷运行，因此应根据刮板机不同载荷情况自动调整运行速度，从而降低运行能耗，延长设备使用寿命。根据采煤工艺，以采煤机的运作循环为研究周期，分析刮板机在不同煤量情况下的运行特征，建立关于刮板机电流的智能调速模型。根据不同负荷情况实现刮板机主动自适应、分级调速的自主调速功能，实现刮板机智能调速控制。
结语
综上所述，煤矿智能化开采是煤炭产业转型升级和煤炭工业技术改革的核心，煤矿企业务必紧跟信息时代的发展步伐，应用信息技术的成果，将数字化、人工智能、大数据等技术应用于煤炭开采过程中，攻关智能化开采核心技术难题，逐步实现煤矿开采全过程的智能化监控，通过远程监控实现井下少人甚至无人作业，彻底改变传统的煤矿生产方式，使煤炭行业适应信息时代的发展，走可持续发展的道路。
参考文献
[1]袁亮.煤炭精准开采科学构想[J].煤炭学报,2017,42(01):1-7.
[2]谢和平,王金华,申宝宏等.煤炭开采新理念:科学开采与科学产能[J].煤炭学报,2012,37(07):1069-1079.