煤礦智能綜采工作面解決方案

馬祥虎

（國(guó)能蒙西煤化工股份有限公司棋盤井煤礦東區(qū)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016064）

一、引言

煤礦智能綜采是當(dāng)前我國(guó)煤礦開采中的全新理念，其主要的特征是在煤炭的采集中，機(jī)械化已經(jīng)達(dá)到了百分之九十五以上，從而可以實(shí)現(xiàn)煤礦的全自動(dòng)采集。但是在實(shí)際的過程中，煤礦智能綜采的效果并不好，主要是在實(shí)際的工作建設(shè)，很多的時(shí)候，都能較好的進(jìn)行煤礦智能綜采工作面的設(shè)計(jì)，在回采工作中，效率不夠高，因此，當(dāng)前煤礦智能綜采中，需要充分的探討煤礦智能綜采工作面的解決方法，從而提升實(shí)際的工作效果，在目前來看，此方面的還是主要解決辦法，還是要考慮到如何進(jìn)行設(shè)備方面的建設(shè)，從而讓設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)更加的緊密，實(shí)現(xiàn)煤礦井下綜采設(shè)備的聯(lián)動(dòng)、提高設(shè)備間的協(xié)同能力的根本途徑，這一系統(tǒng)的開發(fā)將對(duì)提高煤炭產(chǎn)量、降低煤炭開采成本有著重大意義，為煤炭工業(yè)走向少人、無人的自動(dòng)化發(fā)展方向奠定基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的生產(chǎn)，是目前為主，最好的辦法，所能取得效果也比較突出，符合實(shí)際的工作需求。

二、煤礦采掘中可能存在的問題

（一）人員安全問題

在煤礦的采掘中，可能出現(xiàn)的問題還是比較多的，其中之一就是人員的安全問題。相對(duì)于其他的工作而言，煤礦本身就是在地下作業(yè)，下層的土壤已經(jīng)被挖空，因此，在實(shí)際的工作過程中需要充分的注重人員的安全問題，因此，在進(jìn)行煤礦采掘的過程中，我國(guó)當(dāng)前的煤礦企業(yè)都在積極的強(qiáng)調(diào)煤礦智能綜采的建設(shè)，希望通過機(jī)械化、自動(dòng)化的方式來解決人員安全問題，讓人員從勞動(dòng)力崗位變成管理和指揮人員，這樣可以確保人員的安全，并且提升工作的效率。

（二）勘探方面問題

在當(dāng)前的煤礦采掘工作中，最大的問題就是勘探方面的問題，主要的原因在于，實(shí)際的勘探過程中，地下的情況是復(fù)雜多變的，單一的勘探方法并不能非常好的滿足勘探的需求，因?yàn)榈V山內(nèi)部的情況非常的復(fù)雜，在實(shí)際的施工過程中，如果不能輕易地了解內(nèi)部的情況，是無法進(jìn)行工作的，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)問題，可能會(huì)引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)、機(jī)電運(yùn)輸和瓦斯爆炸等情況，對(duì)于實(shí)際的工作而言，存在的問題還是比較嚴(yán)重的，這是目前為止，最需要解決的問題之一。

（三）工作面選擇問題

在煤礦智能綜采之中，最大的問題就是如何進(jìn)行工作面的布置。其中需要的各類設(shè)備非常多，需要建設(shè)一個(gè)完整的體系才能完成相應(yīng)的工作。所以，在實(shí)際的過程中，各類設(shè)備的安排和相應(yīng)的調(diào)整，都是一個(gè)比較嚴(yán)重的問題，從本質(zhì)上來說，會(huì)嚴(yán)重地影響到煤礦智能綜采工作的進(jìn)行，所以需要進(jìn)行有效的調(diào)整，從而確保工作面能更好地滿足工作的需求。因此，如何進(jìn)行工作面的設(shè)置，才是當(dāng)前煤礦智能綜采中的核心問題，此問題解決不到位，后續(xù)的工作也會(huì)存在問題。

三、煤礦智能綜采工作面解決方案

一直以來，我國(guó)的煤礦工作中都存在人員安全問題和開采效率不夠的問題，為了更好地解決相應(yīng)的問題，我國(guó)的煤炭企業(yè)都在積極的進(jìn)行工作的強(qiáng)化，通過機(jī)械化、自動(dòng)化的建設(shè)來實(shí)現(xiàn)煤礦智能綜采的建設(shè)，保證實(shí)際的效果。綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)建立在各單機(jī)裝備系統(tǒng)的智能化基礎(chǔ)之上，單機(jī)設(shè)備的智能化包括:電液控制系統(tǒng)、采煤機(jī)控制系統(tǒng)、輸送機(jī)控制系統(tǒng)、集成供液系統(tǒng)。并構(gòu)建了高速通信、可視化及設(shè)備遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化平臺(tái)。

（一）單機(jī)裝備的智能化控制

1.液壓支架電液控制系統(tǒng)

煤礦智能綜采工作面的建設(shè)中，還是要以設(shè)備為核心，不同的設(shè)備能起到的作用是完全不同的，在進(jìn)行相應(yīng)的開采過程中，首先要完成的就是支架的建設(shè)，通過支架可以很好地提升實(shí)際的工作效果，從而確保煤礦智能綜采的效果不斷地提升，更好地滿足人們的需求，這是目前為止，最好的辦法。電液控制系統(tǒng)功能主要有:在控制器界面或上位機(jī)界面上顯示立柱工作壓力、推移行程、采煤機(jī)位置方向、工作面高度、支架姿態(tài)和護(hù)幫板狀態(tài);單臺(tái)支架可實(shí)現(xiàn)“降、移、升”自動(dòng)控制;通過紅外線檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化;具備支架初撐力自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)償功能;能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)工作面礦壓，控制頂梁和頂板平行，保障支護(hù)質(zhì)量;通過對(duì)工作面以及超前支架的立柱壓力進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)礦壓分析和對(duì)頂板初次來壓和周期來壓進(jìn)行預(yù)警;電液控制系統(tǒng)須向綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)開放自動(dòng)跟機(jī)啟停功能，通過液壓支架電控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、姿態(tài)監(jiān)控、礦壓在線監(jiān)測(cè)、智能降塵、乳化液保障系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，保證綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)可在巷道監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架自動(dòng)跟機(jī)的遠(yuǎn)程操作。

2.采煤機(jī)控制

在煤礦智能綜采工作面中，采煤機(jī)是其中的核心部分，主要是強(qiáng)調(diào)采煤機(jī)的實(shí)際工作效果，從而更好地提升采煤機(jī)的運(yùn)行效率，是目前為止，最好的采煤機(jī)運(yùn)行的最好辦法，能起到的效果也比較明顯，因此在當(dāng)前被廣泛地應(yīng)用，其中控制的部分是采煤機(jī)的工作核心，如果控制功能不夠出色，后續(xù)的工作也就難以展開，所以必須要格外的關(guān)注此部分的問題，才能提升實(shí)際的工作效果。采煤機(jī)具備按鈕控制和無線遙控等功能，通過采煤機(jī)姿態(tài)監(jiān)測(cè)、記憶截割與遠(yuǎn)程控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)；實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化開采工藝、集中監(jiān)控、全工作面一鍵順序啟停、故障自動(dòng)順序停機(jī)、三機(jī)協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)。

（二）智能化控制平臺(tái)

1.工作面通信平臺(tái)

在煤礦智能綜采的工作面建設(shè)中，還需要充分地考慮到工作面通信平臺(tái)的建設(shè)，通信才是其中的關(guān)鍵，通信的效果越好，地面就能越早的了解地下的情況，從而發(fā)出相應(yīng)的指令，確保相應(yīng)的指令發(fā)送是符合實(shí)際需求的，能正確的表現(xiàn)出具體的工作狀態(tài)，這將有利于提升實(shí)際的工作效果，并且也能實(shí)現(xiàn)對(duì)地下情況的有效掌控，因此被廣泛地關(guān)注。利用工作面以太網(wǎng)，在正常生產(chǎn)的情況下，可通過記憶截割和自動(dòng)跟機(jī)減少工作面人員，工作面機(jī)頭、機(jī)尾各一人，轉(zhuǎn)載機(jī)頭一人；工作面內(nèi)2 人巡查干預(yù)，地面集控中心配置1 人，負(fù)責(zé)在記憶截割和自動(dòng)跟機(jī)過程中進(jìn)行巡檢和集成控制。

2.工作面可視頻化平臺(tái)

為了更好地掌握井下工作面的情況，當(dāng)前也出現(xiàn)了工作面可視頻化平臺(tái)的建設(shè)方法，這對(duì)于煤礦智能綜采工作面的強(qiáng)化有著決定性的作用，主要是可以非常好的了解工作面情況，并且真正的明確知道下面的情況，從而不斷地提升實(shí)際的效果，是目前為止，最好的辦法，所能起到的作用也比較直接，因此非常的關(guān)鍵，是當(dāng)前的全新建設(shè)內(nèi)容之一。每6 架支架安裝1 臺(tái)與工作面平行的監(jiān)控支架用本安攝像儀，每2 架支架安裝1 臺(tái)與工作面垂直的監(jiān)控煤壁視頻用本安攝像儀，在具備上述監(jiān)控要求外，在刮板機(jī)機(jī)頭及監(jiān)控中心各安裝1 臺(tái)本安攝像儀。本安攝像儀通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至本安顯示器，實(shí)現(xiàn)4 臺(tái)攝像儀圖像一次顯示，且能夠根據(jù)采煤機(jī)位置進(jìn)行視頻自動(dòng)切換，通過智能化工作面的建設(shè)及信息化手段的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面設(shè)備數(shù)據(jù)云端存儲(chǔ)、故障推送、歷史查詢、多終端支持、訪問控制等功能，通過數(shù)據(jù)分析，便于設(shè)備故障的診斷。地面人員通過手機(jī)APP、視屏聯(lián)絡(luò)等方式，能夠?qū)嵤┝私饩律a(chǎn)及設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)信息化智能管理，提升了管理效率。同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔a(chǎn)指揮中心顯示并保存。

四、結(jié)語

綜上所述，煤礦開采工作是常見的能源開采工作之一，其本身存在一定的難度，主要是因?yàn)樵陂_采工作過程中，可能會(huì)出現(xiàn)人員安全問題等，從而影響到煤礦開采工作，為了更好地解決相應(yīng)的問題，當(dāng)前最好的辦法就是進(jìn)行煤礦智能綜采的建設(shè)，通過全機(jī)械化生產(chǎn)，來實(shí)現(xiàn)煤礦的開采，一方面能保證人員的安全，另一方面，也能盡可能地提升開采的效率等，整體來說，效果非常好。但是在實(shí)際的煤礦智能綜采中，也存在工作面方面的問題，如何設(shè)計(jì)工作面，讓工作面能達(dá)到效率最大化，一直是煤炭企業(yè)關(guān)心的問題。