對煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)的應(yīng)用

摘要：伴隨著我國的科技和經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的腳步，越來越多的行業(yè)采用智能化手段提升產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能。在采煤行業(yè)也有越來越多的企業(yè)和單位利用智能化手段提升采煤效率，保證工人的人身財產(chǎn)安全。現(xiàn)階段我國采煤行業(yè)仍舊存在諸多問題，例如，煤炭供給無法滿足社會發(fā)展需求、礦工工人在進(jìn)行采礦作業(yè)時仍舊存在安全隱患、采煤行業(yè)的信息傳輸方式落后等。而智能化的煤礦開采技術(shù)既然有機(jī)會帶領(lǐng)其和單位解決上述問題，將煤礦綜采工作的工作效率進(jìn)行有效地提高。同時煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)仍舊具有較大的提升空間，在未來的研究過程中不斷地發(fā)展改進(jìn)，適應(yīng)瞬息變幻的信息化時代。本文通過分析目前煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，找到煤礦綜采技術(shù)面存在的問題，同時分析我國煤礦智能化綜采技術(shù)的現(xiàn)狀，討論其中的不足，為未來我國煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)的發(fā)展提供良好的對策。

關(guān)鍵詞：煤礦綜采工作面;智能化;應(yīng)用發(fā)展;對策

一、引言

煤炭資源一直是人類社會發(fā)展的重要資源之一。近年來，我國的采煤行業(yè)逐漸進(jìn)行智能化改造，這是由于我國的信息化智能技術(shù)發(fā)展迅速，適應(yīng)性強(qiáng)。目前我國的5G無線通信技術(shù)位于世界前列，許多一線城市已經(jīng)加5G無線網(wǎng)絡(luò)投入使用，這為我國的通信技術(shù)發(fā)展提供了良好的借鑒案例。目前我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要階段，我國的生產(chǎn)方向?qū)⒂扇丝诩t利轉(zhuǎn)向智能發(fā)展，而采煤行業(yè)也逐漸走上智能發(fā)展的道路。在目前的發(fā)展階段，一些將傳統(tǒng)采煤技術(shù)與煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的企業(yè)紛紛取得了優(yōu)秀的生產(chǎn)成績，開啟了煤炭開采的智能化道路。本文通過對實際煤礦綜采工作的分析討論，找尋我國采煤行業(yè)目前存在的技術(shù)難題。結(jié)合我國的煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)，解決行業(yè)難題，并為今后的采煤行業(yè)發(fā)展提供有益的建議，最后也將對我國的采煤行業(yè)智能化開采的發(fā)展方向進(jìn)行展望。

二、煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和問題

（一）煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的煤炭行業(yè)自上個世綜采設(shè)備的出現(xiàn)以來，我國的煤礦采集效率就在穩(wěn)步的提升，所以大部分企業(yè)都將目光聚焦于綜采設(shè)備的研究發(fā)展。但是隨著時代的不斷變化煤礦綜采技術(shù)逐漸取代設(shè)備成為提高煤礦采集效率的重要因素，因此，如何提高煤礦綜采技術(shù)的技術(shù)水平成為當(dāng)今煤礦采集行業(yè)的熱點問題。傳統(tǒng)煤礦綜采技術(shù)主要包含以下方面：1.薄煤層綜采技術(shù)。我國的煤礦資源可開采部分大約有20%為薄煤層分布，這類煤礦具有質(zhì)量優(yōu)良、容易開采等優(yōu)點。目前我國的薄煤層綜采技術(shù)基本采用滾筒采煤設(shè)備進(jìn)行采煤，在運輸過程中，一般會使用刮板運送機(jī)以及液壓支架等運輸技術(shù)。這種開采運輸技術(shù)具有較高的安全性，也可以與智能化綜采技術(shù)結(jié)合，提高煤礦的開采效率。2.中厚煤層綜采技術(shù)。由于中厚煤層中煤礦所在的地理位置較深，地理環(huán)境復(fù)雜，所以中厚煤層的開采難度也更大。目前我國的快速過斷層技術(shù)相較于發(fā)達(dá)國家較為落后，有很多理論基礎(chǔ)知識不夠完善。目前只能在工藝設(shè)備方面進(jìn)行提升，將機(jī)械化水平不斷提高，從而達(dá)到增加采煤效率的目的。3.厚煤層綜采技術(shù)。目前我國對于厚煤層的綜采方式一般有三種，即分層開采、綜放開采和大采高一次采全高。其中綜放開采一般應(yīng)用于大型礦場，其采煤效率較高，但是環(huán)境要求嚴(yán)苛。另外兩種開采方式目前仍存在部分問題，相信在后續(xù)的技術(shù)發(fā)展過程中將會得到不斷地完善。4.充填開采綜采技術(shù)。充填開采綜采技術(shù)是指將高水材料、膏體材料等填充材填入開采后的空隙中。這相對于其他開采技術(shù)具有一定的環(huán)保效果，能夠降低煤礦開采業(yè)對于當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成的危害，降低了地表塌方等問題出現(xiàn)的概率。充填開采綜采技術(shù)也能有效地提高煤炭資源的利用率，在開采的過程中，不破壞地理結(jié)構(gòu)，使煤炭分布區(qū)域能夠清晰地呈現(xiàn)在開采過程中，不被塌方的砂石所干擾。5.復(fù)雜環(huán)境下綜采技術(shù)。在煤礦開采作業(yè)進(jìn)行前，工程師要探明開采地區(qū)的礦層地質(zhì)信息，對開采技術(shù)的選擇進(jìn)行全面的評估，在正式開工前制定出合理的開采方案，保證施工過程中的開采效率。不同的作業(yè)環(huán)境會選擇不同的綜采技術(shù)，其中包括復(fù)合頂?shù)装寰C采技術(shù)、富含水層工作面回采技術(shù)、工作面過斷層技術(shù)等。如果開采環(huán)境出現(xiàn)頂板不穩(wěn)定或者支架不穩(wěn)等情況，就可以采用復(fù)合頂?shù)装寰C采技術(shù)，穩(wěn)固作業(yè)環(huán)境，保障作業(yè)工人的人身財產(chǎn)安全。如果工程師能將以上技術(shù)進(jìn)行合理的運用，那么施工過程中的煤礦開采作業(yè)效率將會得到極大的提升。

（二）煤礦綜采技術(shù)中常見的問題

由于我國現(xiàn)代化歷史進(jìn)程較短，煤礦開采行業(yè)的發(fā)展也有不足之處，在我國的煤礦綜采技術(shù)中經(jīng)常出見以下問題。第一，傳統(tǒng)煤礦開采行業(yè)不重視創(chuàng)新。創(chuàng)新是發(fā)展的第一驅(qū)動力，對于煤炭行業(yè)來說，只有不斷地創(chuàng)新和完善煤礦綜采技術(shù)，才能躋身于煤炭開采行業(yè)的前列。目前我國的煤礦綜采技術(shù)整體水平不高，相關(guān)創(chuàng)新人才也不是很多，這使得我們國家很難與發(fā)達(dá)國家的煤礦開采總量比肩。但是我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，需要大量的基礎(chǔ)資源支持，所以傳統(tǒng)煤炭開采的行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展勢在必行。第二，信息化程度低，設(shè)備老化。煤礦開采作業(yè)極度依賴于開采使用的機(jī)械設(shè)備，但是在我國的煤礦開采作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備往往會出現(xiàn)設(shè)備老化但無人維修的現(xiàn)象。這對于工人的生命財產(chǎn)安全造成了極大的危險，與此同時，出現(xiàn)故障的設(shè)備往往也會降低煤礦開采的整體效率。另外，在進(jìn)行煤礦開采作業(yè)的過程中，由于開采過程中的井下作業(yè)較多，在開采過程中進(jìn)行信息傳遞時，往往會出現(xiàn)謬誤，這對于煤礦開采作業(yè)的生產(chǎn)效率也是不利的。第三，煤礦開采行業(yè)相關(guān)人才較少。在我國的傳統(tǒng)觀念中，煤礦開采行并不能算是一份體面的工作，這就導(dǎo)致在人才培養(yǎng)方面煤礦開采行業(yè)很難吸引相關(guān)人才入行。而企業(yè)中管理層面的人員往往缺乏專業(yè)知識的儲備，僅僅依靠經(jīng)驗論進(jìn)行煤礦開采方案的制定，這會埋下巨大的安全隱患。企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好行業(yè)宣傳，吸引更多的人才入行，使企業(yè)的技術(shù)方法不斷提升，最終提高煤礦開采作業(yè)的工作效率?？煽?/p>

三、煤礦綜采工作面智能化的技術(shù)優(yōu)勢與存在的問題

（一）煤礦綜采工作面智能化的技術(shù)優(yōu)勢

隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦綜采工作面智能化已經(jīng)成為煤礦采集行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。實際上，煤礦綜采工作面智能化技術(shù)相對于傳統(tǒng)煤礦綜采工作面具有許多優(yōu)勢。第一，煤礦綜采工作面智能化將會提高機(jī)械分析的科學(xué)性。在傳統(tǒng)的煤礦綜采過程中，企業(yè)通過提高采煤機(jī)械的各項性能來提高煤礦采集工作的效率。但是這類采煤機(jī)械在運行過程中極度依賴于使用人員的工作經(jīng)驗，也更容易出現(xiàn)人為失誤。但是經(jīng)過智能化的煤礦綜采工作面將會得到實際生產(chǎn)過程中更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，將生產(chǎn)環(huán)境中的地理條件、采煤軌跡、機(jī)械高度等條件進(jìn)行數(shù)據(jù)化的綜合分析，并從中選出最優(yōu)的綜采方案。與此同時，智能化的煤礦綜采工作面能夠自動優(yōu)化綜采方案，在出現(xiàn)故障時可以自檢維修，延長機(jī)械的使用壽命。第二，煤礦綜采工作面智能化能夠提高機(jī)械工作的整體水平。智能化的煤礦綜采工作面會使用計算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)工作。計算機(jī)可以將機(jī)械的產(chǎn)能進(jìn)行合理的配置，不會出現(xiàn)無意義的工作狀態(tài)，同時，計算機(jī)也將提示下礦的工作人員周邊的地理環(huán)境以及工作內(nèi)容，既能保證工作人員的人身安全，又能提高采礦作業(yè)的整體工作效率。將機(jī)械與人力有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生更大的實際作用，提高采煤作業(yè)的工作效率。第三，煤礦綜采工作面智能化能夠確保實時信息的準(zhǔn)確性。在煤礦綜采工作面中，實時的地理信息將會對礦工的生命財產(chǎn)安全造成巨大的影響。如果礦工得到的地理信息內(nèi)容不準(zhǔn)確，一旦遇到危急情況，容易出現(xiàn)安全事故，威脅礦工的生命財產(chǎn)安全，造成企業(yè)和個人的多方損失。而將煤礦綜采工作面進(jìn)行智能化后，計算機(jī)會實時監(jiān)控采集現(xiàn)場的地理環(huán)境信息，一旦發(fā)現(xiàn)事故出現(xiàn)的苗頭，就能及時通知礦下工作的工作人員進(jìn)行撤離，保障其人身安全。另外，計算機(jī)也能監(jiān)測到開采過程中可能出現(xiàn)的各類問題，及時進(jìn)行方案的補(bǔ)全，保障煤礦開采工作的順利進(jìn)行。第四，煤礦綜采工作面智能化能夠減少人工誤差。在煤礦綜采工作面實施智能控制技術(shù)，可以有效地避免人工操作出現(xiàn)的誤差，提高煤礦開采作業(yè)的精度，減少不必要的試錯成本，提高煤礦整體功能準(zhǔn)確性。煤礦綜采工作面智能化包含許多方面，無論是在方案制定、采集生產(chǎn)、數(shù)據(jù)分析等層面，智能化機(jī)械相較于人工經(jīng)驗都有更加優(yōu)異的表現(xiàn)。所以，將煤礦綜采工作面智能化已經(jīng)成為時代發(fā)展的趨勢，在不久的將來，煤礦綜采工作面智能化將會成為熱點話題。

（二）煤礦綜采工作面智能化存在的問題

雖然煤礦綜采工作面智能化相較于傳統(tǒng)煤礦綜采工作面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，但是目前的煤礦綜采工作面智能化過程中也出現(xiàn)了一些問題。首先，當(dāng)前中國煤礦綜采工作面智能化水平不夠完善。雖然我國的信息通信技術(shù)水平處于世界前列，但是針對煤礦綜采工作面的智能化手段仍舊不能滿足完全智能化的需求。例如，在采礦過程中使用的傳感器精度和可靠性存在信號穿透力弱、傳輸距離較短等問題;控制大型機(jī)械運行的計算機(jī)，在處理數(shù)據(jù)信息的過程中容易出現(xiàn)過載現(xiàn)象;在現(xiàn)場指揮過程中使用的局域網(wǎng)信號強(qiáng)度弱。類似的問題還有很多，在未來的發(fā)展過程中，將會逐一進(jìn)行攻克。其次，運輸過程中出現(xiàn)的問題難以解決。在尋找煤礦層分布地址的過程中，往往會出現(xiàn)選址環(huán)境錯誤等問題。這是煤礦綜采工作面智能化難以解決的，這類非可視測量技術(shù)問題只能依靠傳統(tǒng)的煤礦運輸方式進(jìn)行地址的移動。第三，煤礦行業(yè)缺少相應(yīng)領(lǐng)域的高科技人才。當(dāng)前中國的煤礦開采行業(yè)主要是由經(jīng)驗老到的企業(yè)家和礦工進(jìn)行引領(lǐng)發(fā)展。但是這類人才對于煤礦行業(yè)的理論知識并不具備深刻的理解，難以做出科技方面的貢獻(xiàn)。這對于煤礦綜采工作面智能化的工作產(chǎn)生了較大的阻礙，如果沒有相關(guān)領(lǐng)域的人才加入，就很難對煤礦綜采工作面智能化做出科學(xué)性的實踐，該領(lǐng)域的發(fā)展也會受到阻滯。所以企業(yè)家應(yīng)當(dāng)注意人才的吸收納入，為企業(yè)未來的科技發(fā)展層面提供良好的人才基礎(chǔ)。

四、煤礦綜采工作面智能化的發(fā)展策略

為了使我國的煤礦行業(yè)快速發(fā)展，企業(yè)有將未來科技及時的融到煤礦綜采工作面中，將智能化與煤礦綜采工作面有機(jī)地結(jié)合起來。企業(yè)應(yīng)該做到如下幾點：1.完善煤礦綜采技術(shù)。放眼眾多社會生產(chǎn)領(lǐng)域，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)都選擇進(jìn)行信息化和智能化的改造。企業(yè)將生產(chǎn)過程與智能化進(jìn)行結(jié)合，提高相同時間內(nèi)的生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，煤礦采集行業(yè)也要及時完善煤礦綜采技術(shù)，將智能化設(shè)備應(yīng)用到實際的煤礦采集生產(chǎn)過程中。由于智能化設(shè)備的準(zhǔn)確性和實時性，在實際生產(chǎn)過程中，是智能化設(shè)備將起到排除隱患和提高效率作用。同時，智能化設(shè)備也有益于生產(chǎn)項目的管理，明確的數(shù)據(jù)分類節(jié)省了現(xiàn)場調(diào)查的時間，也避免了因為人為疏漏而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯誤。2.企業(yè)要具有創(chuàng)新精神和發(fā)展眼光。目前我國的煤礦綜采工作面智能化仍舊存在一些問題，但是其發(fā)展前景不可估量。事實上，越多的企業(yè)發(fā)展煤礦綜采工作面智能化技術(shù)，該技術(shù)的理論體系就會更加完善。對于企業(yè)工作人員來說，煤礦綜采工作面智能化有利于形成體系進(jìn)行現(xiàn)場管理。由于煤礦開采作業(yè)的場地較大，單靠人工采集數(shù)據(jù)經(jīng)常會出現(xiàn)謬誤，但是智能化的管理體系將會最大程度的削減數(shù)據(jù)錯誤造成的影響，為接下來的生產(chǎn)過程規(guī)劃提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)作用。3.將煤礦綜采工作一體化、自動化。智能化體系帶來的必然結(jié)果就是一體化和自動化。在煤礦開采行業(yè)中，如果能使生產(chǎn)體系自動化，將會節(jié)省大量的人力開采成本，減少下井礦工的安全隱患。同時，機(jī)械生產(chǎn)與信息技術(shù)融為一體，將使得煤礦開采總量得到質(zhì)的提升。智能化體系帶來的信息內(nèi)容，能夠給予煤礦開采作業(yè)大量的幫助，企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視沒有煤礦綜采工作面的智能化，早日實現(xiàn)煤礦綜采工作的一體化和自動化。煤礦綜采企業(yè)要抓住時代的機(jī)遇，跟緊智能化、信息化的步伐，將現(xiàn)代科技及時的融到煤礦綜采作業(yè)中，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著時代的發(fā)展，企業(yè)之間的競爭規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，只有敢于創(chuàng)新，勇于改革的煤礦綜采企業(yè)才能踏著時代的浪潮，引領(lǐng)中國的煤礦開采行業(yè)走向世界舞臺，為我國的未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ)保障。

五、結(jié)束語

綜上所述，企業(yè)要不斷地吸收煤礦綜采工作領(lǐng)域相關(guān)的人才，推動煤礦綜采工作面智能化，使得其企業(yè)能夠盡早地?fù)碛型暾闹悄芑a(chǎn)體系。將智能信息管理系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相結(jié)合，將原本只能由人工操作運行的機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)為計算機(jī)運行，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)安全性。在未來的煤礦綜采行業(yè)中，人力勞動將大幅削弱，生產(chǎn)活動實現(xiàn)自動化，利用云計算、邊緣計算等先進(jìn)計算方式進(jìn)行地理問題的分析和處理，為正式進(jìn)行開采工作前制定合理的開采方案。企業(yè)應(yīng)該明白，完整的自動化系統(tǒng)可以保證工作人員的生命財產(chǎn)安全，規(guī)避大部分即將發(fā)生的危險，減少工程停滯的可能。

另外，在發(fā)展智能化、自動化系統(tǒng)的過程中，也要注意人工輔助系統(tǒng)的研發(fā)，使智能化系統(tǒng)真正的為人所用，節(jié)省更多的人力資源，用更少的人力創(chuàng)造更多的社會價值。國家應(yīng)當(dāng)對煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)的發(fā)展給予足夠的支持，吸引更多的人才進(jìn)入煤礦綜采工作行業(yè)，可以舉辦更多的國家級競賽，吸引人才進(jìn)入新興領(lǐng)域。在未來的生產(chǎn)活動中，也有可能會出現(xiàn)智能機(jī)器人身影，機(jī)器人能夠從事更加單調(diào)、危險的井下活動，并且能夠穩(wěn)定地執(zhí)行上級下達(dá)的任務(wù)。如果未來能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦綜采工作的不無人化，那么我們的國家將會躋身于世界煤礦采集工作的前列，我們國家的經(jīng)濟(jì)騰飛也將指日可待。

作者單位：宋冰清" "鄭開明

中國煤礦機(jī)械裝備有限責(zé)任公司

中煤華晉集團(tuán)有限公司

參" 考" 文" 獻(xiàn)

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