摘要：近年来，智能技术已广泛应用于各个行业，我国煤炭企业积极响应“科技兴国”战略目标，提出“智慧矿山”的建设总目标，逐步实施煤炭开采及服务智能化。本文结合陕煤集团神木张家峁矿业公司实际情况，探讨了煤矿智能开采技术的建设现状和未来发展趋势，相信煤矿传统的机械化开采将转型升级为全过程自动化控制智能开采的局面，实现远程中央控制中心和整个矿山采、掘、机、运、通、洗、选、销全过程自动化智能化的集中控制。
关键词：煤矿智能化；综采技术；发展趋势
引言
随着信息技术的发展，人类已经进入信息时代，智能技术已经表现出高效、省人及多功能集成的特征，广泛用于于社会经济发展的方方面面。中国的煤矿工业经过跨世纪的发展，已全面实现了煤矿生产各个环节的机电一体化。应用智能技术在煤矿企业中建立大规模的开放式分布式网络控制系统，将对整个矿山的安全生产和配套服务管理等各方面进行智能控制，并将利用5G网络实现线上组织安全生产和经营活动，全面提高煤矿的生产技术管理水平。本文将根据实际情况，探讨煤矿智能开采等技术的现状和发展趋势。
1我国煤炭智能化开采发展遇到的瓶颈
我国一次能源赋存的特点是“富煤、贫油、少气”。由于采煤过程中矿山压力、瓦斯和地下水等诸多因素，需要采取有针对性的对策，确保采矿活动顺利进行。也正是因为这些不可控制的因素，我国目前的煤矿智能化开采技术面临很多瓶颈问题，主要有以下三个方面：第一个方面，地质围岩智能探测。2015年以来，虽然我国的煤矿智能开采技术取得长足的发展，但是对于目前的开采工艺而言，煤炭开采环节还停留在人工现场操控采煤机进行作业的阶段，也就是说，由于工作面现场地质环境的多变性，为了保证安全，在实际操作过程中，还需要大量的人为控制校对，这一定程度上限制了作业现场无人化、远程集中控制的发展速度，但是，在煤矿开采中，为了真正达到智能控制，必须使用智能检测技术来自动检测工作面作业环境，确保智能控制设备的高效运行。第二个方面，确保工作面连续推进。众所周知，在井工矿井，现场标准化管理是实现安全、连续、高效生产的基础，这也是现代智能化回采设备要实现的目标之一，由于液压支架动作在受工作面地质条件变化等因素影响，工作面的平直度产生变化，进而影响到工作面刮板输送机，造成“上窜下滑”现象，自动矫直技术也成为制约智能化回采工作面不断进步的技术问题。第三个方面，煤矿智能化开采必须基于高可靠性的智能控制系统和设备。虽然我国的采煤设备取得了很大进展，但可靠性仍不能满足智能采矿的需要。与进口设备相比，采煤机的整体性能和稳定性仍有一定差距。在长期的工作实践中发现，这些差距主要存在以下几个方面：核心部件的信息处理能力有待提升，在实际使用过程中，往往会出现不稳定或不连续等情况，由于是核心部件信息处理能力出现问题，所以，要想获得智能化水平较高的回采设备，必须在核心信息处理部件进行产品升级，以便为后续智能化的全面实现提供可靠的国产“心脏”。
2我国煤矿智能化开采技术发展与策略
2.1创新出我国智能化综采的新模式
我国目前的煤矿智能采矿技术的主要指标已达到国际领先水平。相关报道指出，我国一些煤矿联合国内科研院所一起创建了：“可视远程干预遥控，无人化操作”型的智能化生产模式，创新了“作业现场无人操控设备，有人安全值守”的综采理念，形成了全新的智能化控制模式，构建了一套相互联系，相互依存，相互制约的综合智能系统。
2.2创新发展智能采矿程序
（1）采煤机自动操作。采煤机依赖的是关于软件切割煤壁。在采煤机的牵引部分上安装有位置传感器，采煤机位置可以从遥控中心获知。（2）采煤机、液压支架和输送机相互协调。在这里，关键技术点是协调带有记忆切割功能的采煤机。此外，采煤机、支架和输送机必须是保持最佳运行条件，并且远程控制中心可以监控所有设备状态。（3）通过煤量反馈控制程序相关部件参数。通过获取刮板输送机上的煤量实时信息，可以根据输送机上煤的负荷分布自动改变智能调节输送机的速度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3远程控制技术及连续切割智能化技术
采煤机和支架的所有动作可以由位于遥控中心的计算机引导完成。当需要动作的时候，记忆切割模型指令由计算机发送给采煤机，采煤机可以向前移动，抬起摇臂，切割煤壁，并自动加速或减速。采煤机的状态根据工作面的条件可以通过计算机随时进行更改。控制中心位于运输巷，主要用于操作工作面上的三种机器：采煤机、液压支架和刮板输送机。该方法提高了工作效率和环境，减少了手工劳动。如前所述，为了保障“三直两平”，输送机沿着工作面直线放置非常重要。但是，由于底板不稳定和采煤机割煤产生的粉尘导致工作面很难在视觉上进行调查。目前，主要采用激光定位和传输仪器组成的系统进行连续切割。激光阵列测量沿工作面使用，以保持液压支架和输送机平直；它限制了两个相邻液压支架之间的偏差小于10cm。
2.4自动化技术应用到工作面液压支架中
对于自动化技术，电液控液压支架是一个比较重要的应用。关于这一方面技术的研究，国外发展的比较有优势，比如美国、德国等，其使用的电液控液压支架装有故障诊断预警装置，借助这一设施，可以很好的完成该支架与其他设备的协同工作，例如刮板机、采煤机等。
目前，液压支架电液控制系统被添加到介质的机械化生产中，并没有真正集成到液压介质的结构中。未来的媒体产品在设计液压支架时应考虑电液控制系统。控制器与支架机械结构的有机结合，是机电一体化的有效支撑产品，降低了成本，提高了自动化支撑。在中控台中，配置了液压支架遥控器，以计算机控制电液界面的主界面和工作面的视频作为辅助手段。液压介质的远程控制是在离支架一定距离的情况下，借助控制台进行的。随着液压支架电液综采工作面系统的普及，该支架对后续的顺槽机进行了自动监测。因此，本文的远程控制采用顺式液压自动控制和手动控制相结合的方式。然而，当液压介质自动下降和下降时，可能有必要使工作表面不平整，并“三线直下”。为了实现工件表面的自动调整，还需要确定基板在工件表面上的相对位置。工业的技术想法是使用技术视野，确定相对位移的实时支持，根据系统实时控制表面的工作，实现的一致性的支持工作表面的要求。
2.5采煤机智能化
根据采煤工艺、作业过程、采煤机的要求，智能可定义不同的操作方式，并与载体、输送机等设备进行协调控制。采集了顺式变速器传感器技术，通过检测工作姿态，计算顺式变速器的位置关系，预测了顺式变速器的运动轨迹，实现了顺式变速器与其它设备的协调。智能采煤机可以实现对煤岩的切割和自动检测存储限制的功能。结合采煤过程，满足从动件操作、楔块切割和倾斜的功能要求，是整个工作面的重要设备。智能控制器在两边都有发送和接受装置，控制器通过通信总线与控制器通信，将数据信号传输到控制器的远程控制端，进行通信，以确保系统的实时化和智能化。
2.6刮板输送机智能化
为了有效地运输煤炭，需要对刮板输送机的正确性进行检测，对工作面支架的平直度要求进行一定程度的检测，并实时检测和控制与支架的相互作用及相对位置。为了防止刮板输送机上窜下滑，有必要对输送机的自定位进行研究。这些功能的实现有赖于智能控制机械的发展。
3结束语
综上所述，结合工程经验和相关调查研究显示，中国煤炭工业智能化综采技术得到了显着提升，我国在实践智能采矿方面取得了突破性进展。但是，有些技术性的问题仍然存在，必须尽快解决。继续深耕智能生产模式下的智能采矿技术。从而有效促进中国能源产业和生态环境的协调可持续发展。
参考文献：
[1]高有进，罗开成，张继业.综采工作面智能化开采现状及发展展望[J].能源与环保，2018，40（11）：167-171.
[2]王国法，张德生.煤炭智能化综采技术创新实践与发展展望[J].中国矿业大学学报，2018，47（03）：459-467.
[3]刘建伟.大采高智能化无人开采技术的探索[J].陕西煤炭，2018，37（02）：23-25+59.
[4]孙强，宋广占，薄文忠.浅谈煤矿综采工作面智能化开采[J].山东工业技术，2018（08）：81.
论文作者:党文佳
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：工作面论文; 支架论文; 智能论文; 煤矿论文; 液压论文; 技术论文; 采煤机论文; 《基层建设》2020年第1期论文;