探究綜采工作面智能化開采技術(shù)

李世先 岳偉 郝長淼

關(guān)鍵詞：綜采工作面;智能化;開采;技術(shù)

基于人工智能技術(shù)的進步，人們業(yè)已處在智能化社會時代中，一系列領(lǐng)都應(yīng)用智能化技術(shù)，煤礦產(chǎn)業(yè)也是如此。常規(guī)的綜采技術(shù)較難提升煤礦開采產(chǎn)能以及確保開采的安全性，因此智能化開采技術(shù)的應(yīng)用顯得非常關(guān)鍵。尤為關(guān)鍵的是，5G通訊技術(shù)的應(yīng)用使煤礦開采的智能化水平提升。

1綜采工作面智能化開采的關(guān)鍵技術(shù)

1.1液壓支架跟機自動化技術(shù)

液壓支架跟機自動化技術(shù)指的是立足于采煤機位置，根據(jù)煤礦開采工藝，結(jié)合采煤機工作情況、工作面傾角和頂板壓力、液壓支架姿態(tài)等劃分生產(chǎn)過程為各種階段，明確適宜的割煤工藝，自動控制液壓支架中部跟機、端頭清浮煤、轉(zhuǎn)載機等，該技術(shù)可以確保工作面有序銜接生產(chǎn)情況，從而提升生產(chǎn)的高效性和安全性。液壓支架跟機自動化技術(shù)應(yīng)確定采煤機位置、確保智能工作面設(shè)備工作情況的正常、準(zhǔn)確設(shè)計電液控制參數(shù)，以及有效控制采煤機運行速度，以確保工作面的穩(wěn)步推進。

1.2采煤機記憶截割技術(shù)

采煤機記憶截割技術(shù)指的是立足于液壓支架跟機自動化，根據(jù)支架象限轉(zhuǎn)換點與跟機階段分割采煤機記憶割煤象限，以及根據(jù)示范刀記錄的姿態(tài)參數(shù)、運行參數(shù)、滾筒高度軌跡開展智能化運算，以使記憶截割模板形成，在自動截割時持續(xù)調(diào)整誤差，保障工作面采煤機記憶割煤切換和液壓支架全工作面自動化控制的匹配，以使自動減速、加速、臥底、調(diào)高等目的實現(xiàn)，減小人工干預(yù)的幾率以及提升自動化跟機效率。

1.3工作面視頻監(jiān)控技術(shù)

工作面視頻監(jiān)控技術(shù)可以在工作面延伸試聽感官，將攝像儀安裝在工作面及時跟蹤采煤機，這樣一來，視頻拼接和跟機推送的目的任務(wù)自動完成，從而可以遠程監(jiān)控工作面。

1.4遠程集中監(jiān)控技術(shù)

遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)可以在控制中心監(jiān)控液壓支架、泵站、三機等，以及對采煤主機、開關(guān)、泵站、三機、電液控主機的監(jiān)控信息進行匯總，然后向一系列主機分發(fā)相關(guān)信息。

2綜采工作面智能化開采存在的技術(shù)問題和解決策略

2.1采煤機智能調(diào)高

采煤機智能調(diào)高即結(jié)合各種煤層賦存現(xiàn)狀對搖臂高度進行自動調(diào)整，進而準(zhǔn)確截割煤層。當(dāng)今，智能化采煤系統(tǒng)重點結(jié)合記憶截割模板準(zhǔn)確調(diào)節(jié)采煤機搖臂高度，此環(huán)節(jié)是借助截割曲線（固定模式）實現(xiàn)自動截割，跟復(fù)雜多變的煤層賦存現(xiàn)狀不適應(yīng)。以控制邏輯作為視角而言，想要實現(xiàn)采煤機截割準(zhǔn)確度的提升，應(yīng)對煤巖體分界面進行實時感知，確保準(zhǔn)確識別煤巖，因為煤巖體的物理特性和賦存狀況的不確定性非常大，再者紅外線和雷達探測技術(shù)較難提升控制的準(zhǔn)確性。為此，需要分析煤層截割參數(shù)動態(tài)、智能模擬推演、地質(zhì)信息精準(zhǔn)預(yù)測、智能擬合最佳截割曲線的工藝技術(shù)，以精準(zhǔn)控制煤礦生產(chǎn)。

2.2液壓支架群組跟圍巖的智能耦合自適

煤礦機械化開采的重要設(shè)備是液壓支架群組。當(dāng)今，煤礦可以自動調(diào)整液壓支架群組，然而，液壓支架動作控制的協(xié)調(diào)性和精準(zhǔn)性還面臨一些缺陷。為此，非常有必要探究液壓支架群組跟圍巖的智能耦合自適應(yīng)，這需要液壓支架有著實時改變支護狀態(tài)、智能優(yōu)化支護參數(shù)、自主感知的作用。當(dāng)前液壓支架群組的探究方向概括為下面三點：一是液壓支架群組支護參數(shù)跟支護應(yīng)力場分布的聯(lián)系。二是分析液壓支架群組支護阻力的改變特性。三是構(gòu)建圍巖跟液壓支架群組耦合的條件。其一是液壓支架架構(gòu)自主控制。而要想智能化控制液壓支架，實現(xiàn)支架推移速度、工作阻力、初撐力、護幫力的優(yōu)化是非常關(guān)鍵的，當(dāng)前時期，煤礦應(yīng)創(chuàng)新常規(guī)支架構(gòu)造，實現(xiàn)支架可調(diào)節(jié)范圍的增加，從而跟特殊地質(zhì)狀況下各種采高煤層的開采條件相符合。其二是液壓支架狀態(tài)自主感知功能控制。支架自主感知控制重點結(jié)合立柱壓力感知進行，其對巖層破壞性的探測、運行環(huán)境以及支架頂板破斷狀態(tài)的感知依舊具備非常大的提高空間，實現(xiàn)液壓支架自主感知功能的強化和改進還需要進一步分析工作面超前壓力的事先感知預(yù)報、完善液壓支架重要部位受力狀況、自動監(jiān)測工作面俯角和仰角。

2.3工作面的直線推進控制

推移過程中的液壓支架群組受到工作面地質(zhì)構(gòu)造、工作面仰、俯采及浮煤對刮板輸送機推移行程以及推移耳軸的配合間隙等諸多因素的影響，每一次的推進都面臨相應(yīng)的偏差，偏差的累積常常導(dǎo)致一系列液壓支架推進進度的差別，刮板運輸機表現(xiàn)的狀態(tài)為錯落不齊，這不利于工作面順著直線推進，還會損壞啞鈴銷以及導(dǎo)致刮板運輸機的彎曲等，不利于保障工作面生產(chǎn)的安全性。當(dāng)今，不少礦井在工作面直線推進尺度的確定上往往應(yīng)用紅外光束或拉線的方式進行，即結(jié)合具體測量結(jié)果人工調(diào)直刮板運輸機，這種技術(shù)的效率不高，跟工作面智能化開采的需要不符合。鑒于此，引入激光對位技術(shù)和慣導(dǎo)定位技術(shù)對工作面進行直線度智能化控制，其中，利用慣導(dǎo)定位技術(shù)應(yīng)用效果良好，基本實現(xiàn)了對工作面直線推進的智能化控制，該技術(shù)在采煤機上安裝陀螺儀，實現(xiàn)對采煤機的精確定位，在采煤機的推進過程中，實時記錄采煤機的截割情況并繪制截割軌跡，液壓支架根據(jù)繪制的截割軌跡對推移行程進行修正，通過三方聯(lián)動實現(xiàn)工作面的直線推進。

3結(jié)論

綜上所述，綜采工作面智能化開采的關(guān)鍵技術(shù)有液壓支架跟機自動化技術(shù)、采煤機記憶截割技術(shù)、工作面視頻監(jiān)控技術(shù)、遠程集中監(jiān)控技術(shù)等，根據(jù)綜采工作面智能化開采存在采煤機智能調(diào)高問題需要分析最佳截割曲線的工藝技術(shù)，液壓支架群組跟圍巖的智能耦合自適應(yīng)需要實現(xiàn)液壓支架自主感知功能的強化和改進，而工作面的直線推進控制需要引入激光對位技術(shù)和慣導(dǎo)定位技術(shù)。

參考文獻：

[1]王高建.智能化綜采工作面無人高效開采技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 煤礦機械，2021（03）：85-86.

[2] 王建雙.煤礦智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2021（05）：147-148.

[3]郭書棟.綜采工作面智能化采煤技術(shù)分析[J].西部探礦工程，2021（02）：93-94.

[4]張軍. 綜采工作面智能化采煤技術(shù)分析[J].南方農(nóng)機，2017（10）：104-105.

作者簡介：

李世先（1994.12-），男，漢族，山西朔州人，大學(xué)本科，助理工程師，技術(shù)員，研究方向：采礦工程。