云南大瑞煤业集团公司阿格煤矿 云南 曲靖 655816
摘要：基于可持续发展，科学发展的采煤产业新趋势，人们不断地提升安全意识，在信息化社会高速发展的新时代，煤矿综采工作面的智能化开采是煤矿科学高效的发展方向。为此，只有加速综采工作面的智能化开采，才可以推动煤矿开采技术的不断进步，以使国内的煤矿企业从劳动密集型转变为人才密集型，有效地统一信息化与智能化，国内的煤矿企业才得以高效可持续发展。
关键词：煤炭；智能化；开采技术；创新进展；展望
1智能化综采的概念与特征
智能感知、智能决策和自动控制（执行）是智能化开采的三要素．智能开采区别于一般自动化开采的显著特点是设备具有自主学习和自主决策功能，具备自感知、自控制、自修正的能力．具备这样能力的智能化综采系统，才能充分的响应生产环境变化、实现真正意义上的智能化开采，实现有限条件下的无人开采目标．国内外广泛采用的长壁开采模式，其综采装备系统从功能层面来看，包括工作面围岩控制、煤岩截割和煤流运输３部分；从设备群层面来看，主要包括工作面液压支架和超前液压支架，采煤机、刮板输送机、转载机和乳化液泵站等。据综采工作面成套装备控制系统在感知、决策和执行三要素方面的水平，智能化控制系统发展分为自动化、智能化和无人化，自动化是智能化的基础阶段，无人化是智能化的高阶阶段和发展目标．智能化系统是指综采工作面采用具有充分全面的感知、自学习和决策、自动执行功能的液压支架、采煤机、刮板输送机等机电一体化成套装备，实现工作面的高度自动化远程监控和安全高效开采。
智能化综采工作面主要技术特征是：１）液压支架智能控制，具有支架与围岩耦合监测控制、超前压力预报、初撑和移架状态自决策控制、姿态监测与智能调节、记忆时序控制放煤和智能喷雾降尘控制等功能．２）采煤机智能控制，采煤机具有位置监测精确定位、自学习智能轨迹规划、基于智能决策或煤岩识别的滚筒自动调高、自动记忆割煤、防碰撞安全避险、故障自诊断等功能，并具有基于产量需求、输送机设备负荷、工作面环境等信息的智能决策调速、采高自动控制和远程可视化控制等功能．３）工作面运输设备具有电气软启动、负载及运行状态监测、系统运行参数在线监测、机尾自动张紧、故障诊断及与工作面控制系统的通信和自动控制功能．４）工作面智能控制系统能实现工作面设备间的信息通信、自学习和智能决策远程控制与工作面人工干预协同控制等。
2智能化开采关键技术创新应用意义
2.1利于提升企业经济效益
企业经济效益提升不仅可以通过降低生产成本来实现，还能通过提升生产效率来实现。在煤炭行业，不少开采环节是由机械设备进行施工，并且随着设备技术和制造水平的不断提升，煤矿的生产效率在显著提升。煤炭企业及时采用各类新技术、新设备进行开采技术创新，不仅能提升煤炭产量，提高安全保障能力，还能有效降低人力资源的消耗，而人为因素的减少，科技装备的创新，实现智能化开采，能进一步提升煤矿开采生产体系的安全性。
2.2利于改善企业管理水平
煤炭生产企业通过应用新技术、新装备可及时更新陈旧、落后的采矿设备，改善日常运营环境，促使企业管理水平提升，在煤炭生产企业采用新技术的同时，相应的设备、设施质量、性能、安全都有较大的提升，能够确保煤炭企业设备管理标准化、统一化，对于设备的检修维保工作更容易批量实现。并且企业若能及早使用新技术、新设备，必然会与其他同类企业拉开差距，促使自身的市场竞争力不断提升。
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2.3利于提高企业生产安全
从整体的煤矿生产形式来说，我国矿区分散、规模不定，所处地域的经济水平不同，造成各地煤矿开采技术存在显著差异，企业生产安全水平也不一样。但是，纵观大型煤炭生产企业集团，其安全事故率相对较低，通过统一、规范的管理能有效控制安全事故的发生。当前各个煤炭生产企业应充分认识这种规范化带来的优势，积极采用新技术进行煤矿开采技术的革新，通过建立完善的企业管理体系，使用先进技术进行开采，降低生产成本，减少资源浪费，形成适应本企业的高效安全生产体系。
3智能化技术创新
3.1智能液压支架
当今对于综采液压支架电液控制系统来讲，是在生产支架之后增加的附加性产品，且未曾在液压支架的构造中切实融入，以后的支架产品需要在开始设计的时候就应用电液控制系统，从而有效地统一支架的机械构造、控制器、传感器等，确保支架变为机电一体化的产品，使支架的费用减少以及实现支架自动化水平的提升。将一台液压支架远程控制台设计在监控中心，通过工作面视频与电液控制计算机界面作为辅助的方式，结合支架远程控制台远程性地控制液压支架。基于综采工作面液压支架上普及电液控制系统的影响，伴随采煤机的支架实现了自动化地跟机，为此，支架的远程控制的主导是液压支架伴随采煤机的自动化运行，且辅助以人工远程影响。然而，自动降移升之后的液压支架难以实现“三平两直”的工作标准，还应对工作面中各台支架的相对区域进行判断，这样才可以使工作面支架的自动化找直实现。技术方式是结合工作面实时监控的视频，通过机器视觉技术对支架的相对位移进行及时地计算，从而确保根据标准来对齐工作面支架。
3.2智能采煤机
智能采煤机可以结合采煤工艺的实际需要，设计各种各样的运行方式，进而协调联动控制刮板输送机与支架。结合 MEMS 传感器技术对采煤机支架的运行状态与采煤机的运行状态进行采集，以及实现采煤机位置关系的计算与运行轨迹的预测，从而联动闭锁采煤机跟其它的设备。智能采煤机可以使自动探测煤炭分界与记忆截割的作用实现，根据采煤工艺使支架的调斜、斜切进刀、跟机作业等需要实现，最终联系全部工作面设备为一个完整体。将一台采煤机远程操作平台设计在监控中心，操作平台跟采煤机位置监测系统进行通信，进而取得采煤机的运行方向与位置，结合采煤机的视频系统操作平台将升降滚筒的指令等发出，这种指令结合采煤机与数据通信总线的通信指挥，采煤机获得传输的信号，最终远程地控制采煤机。
4未来技术趋势
从我国现在的煤矿开采技术发展情形来看，采煤设备中使用电气自动化技术还在逐渐完善中。和其他的发达国家相比，我们国家的煤炭机械自动化工作还存在很多问题。比如，采掘机装机功率，液压牵引功率等这些和发达国家相比相差甚远，也没有跟随时代的脚步和新的科研成果进行有效结合。采矿工作的运输能力整体偏低，效率不高，在液压支架出现问题的时候，很难进行判断和修复。在信息化逐渐深入的背景下，煤炭安全生产工作需要使用先进的智能化机械设备，不仅如此，在进行煤炭安全生产各系统监控的时候，也需要不断研发新的智能监控设备，使用先进的传感技术来保证设备的安全稳定进行。从长远的角度出发，我们国家要加大资金的投入，不断的对设备进行改造，才能够让我国煤炭生产效率得到提高，促进煤炭企业的高效科学发展。
结束语
总而言之，煤矿开采为社会生产生活提供了充足的能源，在绿色开采、环境保护的整体社会发展背景下，以及随着资源开采总量的加大，各类弊端开始显现。实施科技兴煤战略的新形势下，煤矿开采技术和相关安全监察系统在不断改善，加强煤矿技术管理工作力度，积极更新技术，解决存在的问题，才能实现煤矿安全生产形势的根本扭转，稳定安全生产的良好局面，促进煤矿企业健康发展。以上内容就煤炭智能化开采关键技术创新进展与展望进行了分析。
参考文献：
[1]张飞龙.煤矿测量中测绘新技术的应用分析[J].内蒙古煤炭经济，2016（24）：26-27.
[2]欧涛.我国煤炭资源的绿色开采及建议[J].山东工业技术，2016（24）：80.
论文作者:刘元灿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/26
标签：工作面论文; 支架论文; 煤矿论文; 液压论文; 煤炭论文; 采煤机论文; 设备论文; 《防护工程》2018年第13期论文;