田亮
贵州能渝煤业开发有限责任公司 贵州 551802
摘要：伴随科技的不断发展，智能化技术逐渐应用到综采工作面中，这使得煤矿采煤效率有了很大提升。同时，鉴于采掘工作面是事故高发区，为尽量降低煤矿开采的事故率，确保采煤工作顺利进行，本文参考国内外先进技术，深入探讨了综掘工作面智能化开采技术，总结了其关键技术与今后的发展方向。
关键词:智能化开采;综掘工作面;开采工序
引言
着工业化进程的发展，对煤炭的需求逐步提高，但受自然资源的限制和煤炭开采难度不断提高，以及煤炭智能化开采作业受传统通信技术的制约发展较为缓慢。基于通信网络延迟、带宽等多方面的限制，难以形实现根本性突破，这也间接导致人工智能、大数据等各种新型通信技术无法广泛应用在煤炭开采行业中。随着通信技术的不断发展，特别是5G技术具有低延时、大带宽、广连接等各项优势，通过对其进行信息化改造升级，能够打通不同应用场景间的信息交互，加速行业应用，推动行业发展。
1煤矿智能化开采的需求
煤矿资源的开采过程中，传统的方式主要是以人力资源为主，但是在煤矿开采中存在的安全隐患也比较大，常常在煤矿开采中发生安全事故，造成人员伤亡。煤矿生产中的安全措施虽然愈来愈完善，但由于煤矿水以及瓦斯等因素的不确定性，仍然对煤矿开采的安全造成了很大的威胁。受到煤矿开采而带来的人员伤亡安全事故不时发生，给人们的生命安全以及财产安全造成不可挽回的损失[1]。面对这一现状，煤矿开采中对智能化关键核心技术的应用需求不断增高，煤矿生产中采用智能化技术，能大大减少人员的参与，这对保障煤矿开采的质量有着积极意义，能最大程度减少人员的伤亡损失，提高煤矿开采生产的质量和效率。
2综掘工作面技术与装备现状
国内在这方面的研发包括以下2个基本阶段:①引进、消
化和研制阶段。②自主开创、设计和发展阶段。现阶段，国内掘进机及综掘技术已经达到相对较好的水平，在煤巷中大量应用轻、中型设备是以后的发展趋势，半煤岩巷和大断面掘进应用重型机，今后国内将重点探讨采掘锚机组。当前综采工作面相关开采技术包括以下4种:①大断面连续采煤机高效掘进。②煤巷综合机械化掘进。③悬臂式掘进机和机载锚杆钻机为基础的掘锚机组一体化高效掘进。④连续采煤机为基础的掘锚机组一体化高效掘进。
3智能化开采技术的核心技术分析
3.1远程人工干预技术液压支架自动化运作
液压机运作环境较为复杂，为了使液压机能够正常运作，一般需要大量技术员工对液压机进行实时动态监控，那么这必然会造成大量人力资源的浪费以及公司成本的增加，更重要的是针对出现的问题不能够及时的发现，就会导致信息反馈不及时，产生的问题得不到及时的解决，最终会造成整体煤炭开采工作的整个运作效率低下。如果可以实现液压机的运作能够处于实时的监控状态之下，那么这将会大大提高煤炭开采工作的运作效率。该技术主要是以实现液压机控制系统与视频监控系统相融合的形式，通过视频监控部门可以实现操作环境处于可视化的状态，同时通过该监控系统远程操作控制还可以实现液压支架能在复杂的环境下自动运转，并能够收集运转过程中产生的相关数据以及相关信息，之后系统会对该信息进行自动整理、分析并报送给相关部门。
3.2MOS智慧综合管理关键技术
煤矿开采中应用关键核心技术能有效提高工作的整体质量，通过多系统综合管理操作平台的科学化运用，面向智慧矿山建设一体化的信息感知以及展示和应用的平台，系统中有个煤矿子系统以及智能设备等作为支撑，这对支撑应用业务逻辑功能软件也能发挥积极作用，通过多需求通讯以及云计算技术的综合应用，系统内置智慧安监以及矿区一张图等相应功能模块，这对保障煤矿智慧生产的质量有着积极作用[3]。MOS智慧综合管理关键技术，通过全面数据标准化，接入的操作系统平台数据采用的是统一格式交换以及存储，数据互联互通比较高效。统一化数据存储方案应用的作用价值比较突出，监测数据使用统一存储方案，能将数据资源混乱问题得到有效解决，保障数据传输的稳定和实时性。另外，在组态化以及可配置的作用发挥也比较突出，支持大数据分析，这对保障管理系统的应用质量有着积极意义。
3.3大断面巷道变形智能控制技术
科技的进步提高了综采工作面的信息化水平，同时，各种先进的设备被引入到煤矿生产中，对回采巷道提出加大巷道断面的要求。大断面巷道与目前一般断面的巷道变形破坏规律存在相同之处，开挖巷道之后，若不及时选择科学合理的支护措施，就会导致巷道的塑性区和破坏区逐渐增大。而这2个区域的扩展是循序渐进的过程，如果及时施加高预紧力锚杆支护，就能够确保巷道的稳定性。因此，当前大断面煤巷围岩变形的有效控制方法是及时采用高预紧力锚杆及锚索支护措施。但综掘智能化工作面对大断面巷道变形要求具有智能感知与控制的功能，所以应深入探索其围岩稳定机理及变形规律，从而实现良好的自动化控制效果。
3.4采煤机自动找直技术
由于受工作面煤层赋存条件及顶底板起伏变化因素影响，工作面在智能化远程操作控制模式下组织生产时，自动推溜移架后工作面装备及煤壁形成的姿态与标准要求之间还有较大的差距，而其姿态对采煤机截煤及刮板输送机的使用产生直接影响。因此，工作面在采用智能化控制截煤3或4刀后，为保证刮板输送机与液压支架保持直线状态，需要人工对采煤机运行参数进行修正调整。目前，我国大部分煤矿一般采用拉线的方法对液压支架和刮板输送机进行调直；在美国、澳大利亚等国外煤矿一般采用惯性导航技术实现对采煤机的三维定位，从而对采煤机截煤进行直线度控制，确保工作面直线度达到标准要求，该技术在国内应用还不成熟。
3.5视频监控技术实现综采工作面实时监控
对于煤矿企业来说，在煤矿开采的过程当中，必然会面临开采人员的人身安全问题，尤其是地下煤矿开采活动，为了能够降低安全事故的发生概率，并且对已发生的事故能够做出及时的响应，就需要在综采工作面安装监控系统，并根据工作面的实际情况设计如何安装，从而能够实现地下环境能被地面监控中心实时动态监控，每天的作业环境以及作业状况可以被及时了解。通过监控中心与指挥中心的互联互通以及相互协作，不仅能够实现工作面的可视化，提高工作面的可视化程度，同时也提高了井下作业的安全性，使得地面指挥中心能及时捕获到井下作业的相关情况以及安全情况，并能针对突发事故做出及时的反应。
结束语
综掘工作面智能化无人开采主要包括以下两个阶段:可视远程干预型与自适应型智能化无人开采。本文介绍了综掘工作面智能化开采工序、控制系统和技术路线，总结了其中的几项核心技术:大断面巷道变形智能控制技术、视频监控及运输系统智能化技术。相信随着研究的不断深入，会有越来越多的新技术、新设备被引入到煤矿综掘工作面中，同时开采效率还会实现质的飞跃。
参考文献
[1]曹哲哲,李川,高小虎,杨波,肖曲.浅析大采高智能化液压支架关键技术应用[J].陕西煤炭,2019,38(06):136-140+144.
[2]赵宁波.煤矿采煤机智能化关键技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(23):204-205.
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