张维扬
临沂矿业集团有限责任公司，山东 临沂 276000
摘要：随着社会的发展，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。煤矿是中国的主要能源，保证安全高效的开采有着十分重要的意义。随着自动化开采的普及，我国煤矿开采技术实现了由炮采向综采的转化，逐步进入了智能化开采阶段，相关概念逐渐清晰，相关标准规范也在逐步完善。近年来，我国相继发布一些相关规划，设定了我国煤矿智能化开采的目标，为我国煤矿智能化开采指明了发展方向。以往煤岩界面识别被认为是综采面进行无人化开采的必要条件，但是经过国内外的研究和实践表明，虽然从理论上存在可能性但是由于其物理特性的多样性和复杂性使得煤岩界面识别并不能达到预期的效果。因此需要继续探索综采工作面自适应无人开采技术，但是目前在智能化开采的关键技术上还存在一些问题，例如综采技术方面，在原有记忆割煤、过载保护等基础功能上新增加的红外摄像、雷达探测防机械碰撞等功能大都还处在研究阶段，相关技术还有待突破。
关键词：煤矿智能化；开采技术；创新与管理
引言
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。
1智能化开采阶段划分
智能化开采是自动化开采的高级阶段，通过设备智能学习实现自动化开采，在开采过程中减少了人工的参与，使得开采的效率和安全性都得到了大幅提高。中国的煤矿开采从最初的炮采到半机械化的普采再到现如今完全机械化的综采，正在向着智能化开采发展，但是我国的智能化开采还处在初级阶段。煤矿智能化发展是一个长期的阶段，利用技术特征进行阶段划分可以将煤矿智能化发展划分为四个阶段。①智能开采1.0阶段。智能化开采的第一阶段是对工作面情况进行感知，包括开采设备的推进速度、所在位置等数据。在这一阶段初步形成以开采系统自动控制为主，人工干预为辅的模式。②智能开采2.0阶段。在第二阶段，智能开采系统需要对开采设备的姿态、围岩部分的信息进行感知，并且需要基于感知到的信息来实现对工作面直线度和关键开采设备姿态的控制，这一阶段仅仅适用于地质环境较好的工作面。③智能开采3.0阶段。在第三阶段，需要在前一阶段的基础上增加对于工作面地质围岩和地理信息的感知，要求在这一阶段初步形成工作面的信息透明化，并且需要在透明化的基础上实现截割方向的规划开采，以便于适应地质条件更复杂的工作面。④智能开采4.0阶段。该阶段是智能化开采的最后阶段，也是理想目标。这一阶段在工作面信息感知上更加全面，在工作面开采设备的控制上人工干预的更少，最后实现回采工作面中开采装备能够自主调节和控制，完成整个采煤过程以及设备的移动，在整个过程中不需要人工的干预。目前国内只有少部分智能化矿井正在试验智能化开采的第二、第三阶段的部分关键技术，距离智能化开采第四阶段的目标还有很长的距离。
2智能化开采技术特征
2.1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。
2.2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。
2.3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。
3煤矿综采工作面自动化技术的应用策略分析
3.1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。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。
3.2煤矿综采工作面自动化技术的应用分析
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。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。
结语
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］王国法，范京道，徐亚军，等．煤炭智能化开采关键技术创新进展与展望［J］．工矿自动化，2018，44(2):5－12．
［2］王国法，刘峰，孟祥军，等．煤矿智能化(初级阶段)研究与实践［J］．煤炭科学技术，2019，47(8):1－36．