摘要：由于煤炭开采的复杂性和各种地质条件的影响，煤炭开采技术必须进一步创新和发展。采用墙体技术和先进的科学设备，结合实际情况在采矿过程中，有效利用科学、合理的采矿技术，发展多元化的技术和特点，不断适应各种挖掘需求和条件。在以保护环境的前提下提高煤矿的生产，扩大煤炭开采技术和工艺的发展领域。保持煤炭工业在工业中的稳定地位，促进社会经济的进一步发展。本文基于坚持创新引领推进煤矿智能化发展展开论述。
关键词：坚持创新引领；推进煤矿；智能化发展
引言
优化采煤工艺，集成了矿压和设备姿态监测控制系统，开发了防冲智能化开采平台，将矿山压力监测与工作面开采融为一体，构建了煤层具有强冲击倾向性大采高工作面智能化开采体系，实现了深部煤层大采高工作面的安全高效开采。智能化开采平台采用模块化结构，融合和处理海量多维、异构、大数据，将工作面液压支架、采煤机、输送机、供电供液系统、矿压监测等设备和系统无缝连接，实现了工作面全过程智能化开采，中部智能化开采速度最大达到15m/min，创造国内最大的智能化开采平台。
1工作面系统智能集成简介
煤矿开采的工作，是一项非常复杂的工作，在进行实际工作的过程中，需要以设备和技术为基础。在我国社会经济发展的过程中，各种设备和技术逐渐应用到各行各业。就煤矿开采而言，有必要发展更适合薄煤层开采的技术。工作面系统智能集成是指综采工作面的信息化、数字化，进而实现在顺槽主控计算机和地面调度指挥中心对综采工作面设备的远程监控以及各种数据的实时显示等。本智能化开采系统分为地面和井下两部分，其中地面主要是显示和监测功能，井下是智能化系统的核心，分为各设备的自动化系统、数据传输和交互系统以及智能化开采平台。各设备的自动化系统通过工作面有线、无线数据传输平台与智能化开采平台进行实时通讯，智能化开采平台对各设备的运行状态、工况参数以及煤层地质条件、开采工艺等进行综合评判，远程对各设备进行自动化控制，实现各设备之间的协同动作和远程监控。
2智慧煤矿建设系统架构
智慧煤矿是煤矿智能化发展的终极目标，是形成煤矿“完整智慧系统、全面智能运行、科学绿色开发”的全产业链运行新模式，随着煤矿智能化技术与装备的不断发展进步，智慧煤矿的建设水平也将逐步提高。
智慧煤矿系统可分为信息感知、统一操作平台、井下系统平台、井上生产经营管控平台等。信息感知主要是对井下人、机、环、管等信息的全面监测，是进行信息分析、决策与执行的基础。统一操作平台主要包括智慧煤矿操作系统、大数据处理中心、高速传输网络等，是信息分析、决策与执行的控制中心。根据井上、井下业务分类与工艺的差异，分别设计井下系统平台与井上生产经营管控平台。井下系统平台包括井下生产、安全与保障系统，是智慧煤矿系统的执行机构；井上生产经营管控平台则主要包括井上洗选、运输、经营绩效管理与决策支持等，是智慧煤矿经营管理的决策层。
煤炭智能开采是智慧煤矿建设的重要组成部分，针对不同煤层赋存条件，开发适用于不同煤层条件的智能化开采模式，是实现煤炭智能化开采的基础。经过多年的创新与实践，笔者及其团队针对不同煤层赋存条件，提出了薄煤层刨煤机智能化无人开采模式、薄及中厚煤层滚筒采煤机智能化无人开采模式、大采高工作面智能耦合人机协同高效综采模式、综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤模式、复杂条件机械化+智能化开采模式等，目前在我国一些矿区已得到推广应用，取得了较好的技术经济效益。
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3控制系统的功能实现
3.1集控中心
工作面巷道监控中心是整个自动化工作面的核心，包括：集控台、视频主机、日志主机、数据处理主机（客户端、采煤机、刮板机、转载机、破碎机、带式输送机、泵站、供电系统等的数据采集系统）、综合接入器、交换机等系统组成。主要实现对采煤机工况监测与远程自动控制、对液压支架工况监测与远程自动控制、对运输设备状态监测与集中自动化控制、对泵站系统状态监测与集中自动化控制以及对采煤机、刮板机头、刮板机尾、转载点视频实时监视等功能。2）采煤机子系统。采煤机系统由采煤机、电控系统、惯导系统、无线WIFI系统等组成，通过创建采煤工作面的三维模型，实现采煤机对工作面的记忆割煤，以及根据采煤工艺，实现三角区的自动化割煤，采煤机的位置可以通过D型齿轮传感器和支架红外位置进行修正，精确定位，该子系统安装了惯导组件的自导系统，对采煤机行走路径进行监测，配合液压支架分步精细推拉管理系统，实现刮板输送机调直管理。
3.2视频监控系统
视频由采面视频和巷道视频组成，对综采工作面的工作情况实时监控，在转载机与刮板运输机转载点、运输巷带式输送机溜煤眼、破碎机工作点、泵站、组合开关等处安装了摄像机进行固定点监控，支架上的摄像机采用自动跟机切换的模式，通过采集采煤机的位置信号，自动打开对应的支架上的摄像头，使其保持与采煤机的同步开启，使操作司机可以看到采煤机的截割滚筒的工作状态。
4机电一体化技术
井下运输系统的机电一体化技术已经成为有效的发展方向，其融合了自动控制技术、计算机技术、机械技术、电子技术等多种技术，可以实现机械设备与电子设备的紧密结合与相互支撑，形成了自动化控制技术，提高了机电设备的安全性，确保了机电设备的稳定运行，实现了对机械设备的监控、自动报警与故障诊断，节约了人力成本，有效执行了“一体化减人，自动化换人”的发展思路。机电一体化技术体现在带式输送机上的电液软启动方面。
中国已经成功研制出了双电动及差动软启动传动系统，它可以实现软启停、无极调速等智能化控制功能，大大提高了启动的高效性和安全性。机电一体化技术还体现在运输提升机的数字化技术方面，比如：内装式变频技术被应用到全数字交流式提升机上，其监测系统、安全系统和电气控制模块采用数字化方式进行控制，设备结构紧凑，外形尺寸大幅度减小，产生了很明显的经济效益。在主井应用箕斗载荷在线监测及超载预警系统，实现了对载荷动态的在线监测，有效预防了二次装载、滞煤超限等运行现象的发生，从装备方面保障了主井提升系统的安全。另外，机电一体化还体现在辅助运输的无极绳绞车的可视化运输监控，皮带运输的光纤监测监控，架空乘人装置的矿井全自动集中控制等方面。
结束语
智能化开采对提高我国煤矿井下生产的安全性有重大意义，受到国家高度重视。煤矿的煤层具有强冲击倾向性、水文条件差、工作面环境恶劣、工作面人员劳动强度大等问题，从“无人则安”的理念出发，以安全高效、绿色智能化开采及智慧矿山建设为目标，研制具有“中煤模式”的综采工作面智能化控制成套设备与技术。
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论文作者:房祥磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/22
标签：工作面论文; 煤矿论文; 系统论文; 煤层论文; 技术论文; 井下论文; 采煤机论文; 《基层建设》2019年第24期论文;