李庆国
山东能源集团枣矿集团田陈煤矿 山东 滕州 277523
摘要：在当今的煤矿综采工作面中，智能化技术已经得到了越来越广泛的应用。通过该技术的应用，不仅显著提升了综采工作效率、质量与安全，同时也进一步降低了作业人员的劳动强度，并为企业节约了大量的人力资源成本，这对于煤矿企业经济效益的提升有着关键性的意义。因此，在煤矿企业的综采作业中，一定要加强智能化技术的应用研究，并对其装备进行科学管理，这样才可以进一步提升生产效益，促进企业发展。
关键词：煤矿综采工作面；智能化技术；装备管理；趋势
1智能化开采技术的应用现状分析
与国外发达国家相比，我国煤矿综采工作面智能化开采技术相对落后。但是，经过多年的发展，国内煤矿综采工作面智能化开采技术已经逐渐被应用到煤矿生产工作中。借助煤矿综采工作面智能化开采技术，煤矿企业的日产量大幅提升，开采效率提高，同时智能化监测方式的使用也进一步延长了煤矿的开采时间。随着我国煤矿开采技术的发展，煤矿自动化开采效率与可靠性大幅提升，煤矿开采技术逐渐向智能化方向发展，煤矿开采设备利用率大大提高，伤亡事故率大幅降低。当前国内煤矿综采工作面智能化技术主要包括远程管控采煤技术和智能无人采煤技术。
当前国内煤矿综采工作面智能化开采技术中存在以下3个方面的问题：1）综采自动化与智能化设备的可靠性较低，尤其是一些高精度仪器的关键元器件、部位可靠性仍存在差距。2）综采过程中精准定位、煤岩界面区分、三维地质模型模拟等发展还存在很大的不足。3）煤矿生产系统的布局与优化、自动化开采配套设施上线使用和综采智能化技术发展之间还存在差距，甚至在一定程度上制约了综采智能化技术的应用。
2煤矿综采智能技术和设备分析
2.1综采智能技术
2.1.1监控技术
综采工作面使用自动技术多年，为目标的初步实现奠定了基础，但是，要想达到无人开采的高度，还有大量问题需要解决。研究表明，综采工作面难以实现连续推进的原因较多，只有做到理论结合实践，在对发展现状加以分析的基础上，利用模型统计相关数据，通过统筹分析的方式，获得以影响因素为主要内容的报告，才能使后续工作得到有序推进。现已得到大范围运用的智能技术，主要有监控技术和防碰撞技术。在视频监控方面，综采工作面可以借助模拟系统和虚拟现实技术，对现实环境进行模拟，随着交互功能被引入，工作人员进入系统无需再被时空所限制，工作效率自然有所提升。另外，该系统的功能，还有识别物体、处理所输入信息、对三维环境进行模拟，经由计算机将采矿情况展现在工作人员眼前，确保潜在问题能够得到及时发现与处理。
2.1.2架防碰撞
可使综采工作面得到连续推进的方法，包括：第一种，由工作人员提前设置统计并分析设备运行情况的程序，通过统计设备故障率、运行时长和使用频率的方式，确定设备故障相关数据，为后续工作的开展提供参考；第二种，精确控制工作面，借助高精度定位或类似技术，确保支架能够得到全面控制，通过推移达到最终目的。作为已经得到推广的技术，防碰撞系统的作用，主要体现在以下方面：其一，保证工作人员能够提前收到报警信号；其二，为采煤机提供安全保护。该系统的运行原理为：经由探测技术全面感知采煤机障碍，如果采煤机前方存在不明物体，可能给其运行带来阻碍，那么，该系统将立即停止采煤机运行，通过传递相关信号的方式，确保工作人员能够及时清障，使采煤机尽快恢复运行。
2.2综采智能设备
2.2.1运输机
对智能刮板运输机而言，采煤机的作用是为自身运行提供支撑，这也决定了直线度检测和平直度检测工作，均要面临极为严格的要求。要想使运煤效率更加符合预期，关键是实时检测运输机与采煤机，避免上下滑动或类似问题出现，带来不必要的麻烦。另外，这样做所带来积极影响，还有提高定位准确性，工作人员需要对此引起重视。
2.2.2采煤机
研究表明，智能采煤机的优势，主要是能够根据采煤工艺所提出要求，对工作模式进行切换，经由微电系统内置传感器模块，对设备、设备支架所处位置和运行情况等信息进行收集，根据收集信息预测设备未来运行轨迹，确保采煤机和其他设备的作用时间高度契合。将远程操作台安装在监控中心内部，由监测系统向操作台传递监测所得设备位置和相关信息，而视频系统的作用，主要是发布升降命令，借助数据通信、网络通信技术，确保系统所发布命令能够及时向操作台进行反馈，真正做到远程控制采煤机运行。
2.2.3液压支架
液压支架所面临问题，主要是内部系统缺少统一结构，这里提到的内部系统，除了电液控制系统，还有液压支架，而结构没有得到统一所带来影响，便是液压支架始终作为生产附加品而存在。要想对上述问题加以解决，关键是对液压支架、电液控制系统进行整合，在此基础上，通过结合传感器、控制器和机械结构的方式，确保支架成本能够得到大幅下降，随着一体化目标的实现，液压支架所展现出智能化、自动化水平，通常更加符合预期。例如，某煤矿便选择借助远程控制系统，在对远程操作台加以设置的前提下，充分利用视频技术，对液压支架及相关设备进行控制，确保其价值能够在日常作业中得到实现。
3智能化开采技术发展展望
智能化自适应开采技术的整个系统自下而上分为了四个部分，最底层的执行层、感知层、控制层以及最顶层的分析决策层。其中执行层包括了采煤机、液压支架、刮板运输机、转载机、带式运输机、泵站等一系列综采装备；感知层包括装备感知以及环境感知，装备感知主要是检测综采设备的压力、行程、倾角、电流等运行参数，环境感知层包括激光扫描、可见光视频、红外线视频、瓦斯、钻孔、地质勘探、掘进数据等环境参数；控制层为综采控制系统包括支架电液控制系统、采煤机控制系统、“三机”控制系统、集成供液控制系统、供电控制系统等；分析决策层包括了由综采装备的工况数据建立的数据仓库、包括多信息融合的综采工作面三维物理仿真、工作面找直、煤岩识别、上窜下滑测量等功能组成的智能分析应用以及可以实现采煤机截割模板和支架全程自适应跟机的智能决策应用。工作原理为：执行层的装备通过大量传感器感知自身的工作状态，通过激光扫描、可见光相机、火灾标志性气体传感器以及相关地质数据进行工作面地质环境的感知，通过将传感器获得的大量数据构建成数据仓库，并且利用三维可视化技术建立工作面的三维模型，在此基础上进行工作面找直。最后将智能决策下发给综采控制系统进行控制，实现感知、分析、决策、控制的闭环操作。
结束语：综上，在通过智能化技术进行煤矿综采工作面的采煤工作中，企业应结合实际情况与实际需求，实现该技术的合理应用，同时也应该对其装备进行良好管理。通过这样的方式，才可以充分发挥出智能化技术的应用优势，进一步提升煤矿综采工作面的作业效率、质量和安全性，保障企业效益，促进企业发展。
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作者简介：李庆国（1977.11-），男，山东枣庄人，2005年毕业于山东科技大学，采矿工程专业，本科，工程师，现从事采煤管理技术工作/研究方向:采煤技术管理。