新疆焦煤（集团）有限责任公司一八九〇煤矿 新疆乌鲁木齐 830025
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。其中智能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智能化技术。
关键词：煤矿工程；综采技术；智能化；措施分析
1煤矿综采工作面智能化技术的应用优势
1.1提高煤矿开采的机械化和自动化水平
煤矿综采工作面的智能化技术应用，能够有效减少人员的投入。一方面，有利于为企业减少人力成本支出；另一方面，节省的人力也能够投入其他部门中，带动其他部门的工作效益。同时，智能化技术应用于煤矿综采工作面，也更有利于实现开采煤矿中的实施监控，及时发现各类问题风险，制定应急措施，相较人工巡视精准度要更高。此外，智能化技术也能够应用于煤矿综采工作面的控制中心，一旦煤矿开采作业中，控制中心发现了异常情况或问题情况，便可以及时叫停，对异常和问题进行定位，加速异常和问题的处理，保障后续开采作业的进行。
1.2提高煤矿开采效率
相比传统人工作业煤矿开采，智能化技术应用的开采效率也要更高，并且能够保持长时间的持续作业，极大程度上减少了煤炭作业的时间成本。同时，智能化技术应用于煤矿综采工作面也能够对煤矿挖掘、煤矿开采、支护作业等内容进行充分协调。大多数的煤矿开采作业都是在恶劣环境下进行的，很多员工难以忍受长时间的工作，且伴有生命威胁。但智能化技术却不会受到环境因素影响，对环境的适应性更好。此外，当煤矿开采规模不断扩大后，温度和压力都会升高，且伴随着较高的瓦斯气体浓度，智能化技术应用同样能够处理这些环境，保证开采作业的持续性。
2煤矿智能化开采阶段划分及相关技术
2.1智能化开采阶段划分
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。
2.2现阶段关键技术
①基于姿态数据的液压支架控制技术。液压支架是综采工作面的关键设备，但为了适应工作面围岩的变化，液压支架的顶梁也会出现相应的俯、仰状态，因此液压支架的姿态数据在防倾倒、防碰撞等业务中显得十分重要。通过在液压支架的底座、连杆、顶梁和护帮位置安装姿态传感器收集液压支架的姿态信息传递给姿态控制器，可以保证工作面液压支架的正常姿态，实现支架对于顶板的有效支撑、避免支架顶梁错茬咬架。
通过对液压支架姿态的监控可以对其动作进行检测和控制，保证液压支架与围岩特性相匹配。
②基于姿态数据的采煤机记忆截割。采煤机是综采工作面的落煤设备，目前采煤机的记忆截割功能主要分为：记忆学习、记忆截割、记忆中断、记忆修改四个阶段。采煤机在割煤过程中可以通过分析、记忆自身运行参数，并按照工艺段将这些数据进行保存，根据记忆数据可以实现自动割煤，当遇到异常情况可以切换至手动割煤。当工作面发生变化时，将调整后的采煤机滚筒高度或者牵引数据记录下来可以覆盖原先的记忆数据继续截割。未来智能化开采，采煤机则会基于工作面的地质数据、惯性导航和三维扫描等应用进行工作面态势感知，然后根据工作面透明化模型进行数字化采煤。
③建立智能化巡检系统。通过建立辅助巡检平台并且利用巡检机器人进行工作面巡检职责，巡检机器人作为搭载平台可以装载三维激光扫描设备、惯性导航设备等装置。
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。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。
4结语
综上所述，自动化技术在煤矿综采工作面的应用具有良好的发展前景，且具有其他技术所不具备的明显优势。但在实际综采工作中，仍需要企业落实好重点问题把控，加速完善问题解决措施，并对主要影响因素进行分析和研究，实现自动化技术在煤矿综采工作面的高质量应用发展，切实提高我国煤矿行业的自动化水平与机械化水平，不断降低成本，提高效益。
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