新時期煤礦智能化開采模式研究

木拉地里·卡米江

烏蘇四棵樹煤炭有限責任公司八號井，中國·新疆 烏蘇 833019

1 引言

煤炭行業(yè)作為促進中國其他行業(yè)快速發(fā)展的能源產(chǎn)業(yè)，對于整個社會能源供給工作具有較為重要的影響。由于開采模式主要是爆破開采、普通開采，導致安全事故頻頻發(fā)生。但是隨著科學技術(shù)水平的不斷提升，煤礦開采的模式也在不斷創(chuàng)新，開采的綜合水平不斷上升，如今大多數(shù)煤礦企業(yè)開始使用智能化的開采技術(shù)，提升開采質(zhì)量的同時，也進一步提升了工作人員的生命餐券，有利于促進整個行業(yè)的優(yōu)化升級持續(xù)發(fā)展。

2 煤炭智能化開采工作概述

互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，不知不覺諸多行業(yè)都紛紛實現(xiàn)智能化發(fā)展，其中也包括煤炭行業(yè)的發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等先進技術(shù)的影響下，中國的煤炭行業(yè)開采技術(shù)也在不斷創(chuàng)新改進。智能化開采是指將信息化技術(shù)、自動化技術(shù)、機械化技術(shù)等進行有機整合，最終結(jié)合煤炭行業(yè)的需求形成無人化自動開采技術(shù)。

在施工過程中，煤礦企業(yè)利用這些自動化的設(shè)備和技術(shù)，可以實現(xiàn)工作人員只需要控制機械設(shè)備也能完成開采任務(wù)的目的，利用實時監(jiān)測與遠程控制，完成煤炭的挖掘工作，為提升工作人員工作的人身安全奠定了相應(yīng)的基礎(chǔ)。此外，近十余年煤炭行業(yè)智能化開采也在不斷進步，已經(jīng)從之前的零散設(shè)備開始向成套設(shè)備轉(zhuǎn)化，進一步提升了煤炭采掘的整體效率。

3 煤礦智能化主要模式

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)也應(yīng)用在煤礦開采領(lǐng)域中，因此，煤炭企業(yè)部門與相關(guān)技術(shù)人員要按照企業(yè)的實際情況，深入研究煤礦的智能化開采技術(shù)有關(guān)概念以及發(fā)展方向，并形成系統(tǒng)的理論及技術(shù)，使煤炭行業(yè)獲得更好的發(fā)展，不僅提升煤礦的開采效率，還能夠保障工作人員的安全。當前智能化煤炭開采應(yīng)用的技術(shù)主要有無人化、少人化開采技術(shù)、智能化開采、數(shù)字化及信息化開采技術(shù)等。

3.1 無人化或少人化開采模式

無人化或者少人化的開采模式指的是在煤炭開采中盡可能地降低投入的人數(shù)，以此完成無人或者少人的操作模式。與此同時，通過應(yīng)用機械化、自動化及智能化技術(shù)能夠有效完善開采模式。在應(yīng)用無人或者少人化開采模式下，使用科學合理的先進技術(shù)，能夠有效地促進開采工作的發(fā)展。

3.2 智能化開采模式

智能化開采模式特點是工作面的操作系統(tǒng)具備智能感知、決策以及控制等三個智能化的要素，所以開采煤礦過程中能夠依靠詳細的采煤工藝技術(shù)以及對操作進行預先設(shè)置的數(shù)據(jù)進行工作，有效提升了采煤工作技術(shù)能力。與傳統(tǒng)的手動操作采煤模式相比較，自動化采煤不僅效率高，質(zhì)量也很好。采煤的環(huán)節(jié)中需要不斷的提升各個流程的技術(shù)應(yīng)用效果，以此促進煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展。

3.3 數(shù)字化開采模式

進行煤礦開采過程中運用數(shù)字化模式，需要從作業(yè)面的開采機械設(shè)施的數(shù)據(jù)特征著手，明確詳細的交互形式，并對實際情況選擇科學與合理的先進化機械設(shè)施，才能夠保障開采方式的科學，充分分析及控制各種開采機械設(shè)備，加深煤礦開采智能化的應(yīng)用。

3.4 智能自適應(yīng)開采模式

智能自適應(yīng)開采模式通過智能化技術(shù)處理，運用適應(yīng)技術(shù)充分發(fā)揮出煤礦開采機械設(shè)備的作用，以此充分應(yīng)用智能自適應(yīng)開采技術(shù)模式，提升整體的工作質(zhì)量。與此同時，將自動化與可視化技術(shù)有效結(jié)合，再使用先進的智能化技術(shù)，在開采工作中實現(xiàn)無人或者少人的采煤模式，不僅可以有效降低人工成本，還能夠保證開采工作人員的生命安全。

4 煤炭智能化開采工作中應(yīng)用的主要關(guān)鍵技術(shù)

4.1 直線度控制

直線度控制是開采煤礦的重要技術(shù)之一，在促進采掘工作時，合理應(yīng)用直線度控制技術(shù)，能夠有效保證開采裝備的工作面切斜方向維持直線，給液壓支架的整齊排列及有效地促進夯實良好的基礎(chǔ)，以此有效規(guī)避工作過程中因支架與輸送機的排列混亂損壞設(shè)備及推進方面的問題。

現(xiàn)階段，中國這方面的學者對直線控制技術(shù)的成效進行了驗證。首先，學者通過激光對輸送機進行定標，建立二維坐標系，通過高清的攝像儀比較相關(guān)圖像，確定調(diào)整量。其次，學者使用固定參照點安裝機關(guān)測距儀，能夠測定液壓支架、輸送機和煤璧之間的距離。最后，將傳感器安裝在液壓支架可以對其進行合理的控制。

4.2 水平控制技術(shù)

水平控制技術(shù)是按照三維地質(zhì)模型對設(shè)備進行控制的運動，其是煤炭采掘工作中非常重要的理論模式之一。三維地質(zhì)模型能有效展現(xiàn)出具體情況，使工作人員可以更為直觀地掌握到煤層斷裂、起伏、傾斜及對應(yīng)的構(gòu)成情況，方便合理管控輸送機、采煤機的俯仰情況。在研究該技術(shù)的環(huán)節(jié)中，研究人員認為提高三維地質(zhì)模型的精度是應(yīng)用水平控制技術(shù)過程中的重點及難點。基于此，研究人員認為可以有效應(yīng)用航空機關(guān)陀螺儀，有助于合理構(gòu)建相關(guān)慣性導航系統(tǒng)。在繪制地質(zhì)模型中通過該系統(tǒng)和地理信息數(shù)據(jù)有效地結(jié)合，能夠合理地完成該模型的構(gòu)建。

4.3 視頻監(jiān)控技術(shù)

視頻監(jiān)控技術(shù)是在井下安裝高清攝像頭，使顯示器能夠?qū)崟r呈現(xiàn)出井下綜采工作畫面，有助于操作人員觀察采煤機、液壓機與輸送機的工作狀態(tài)。在這個過程中合理使用紅外線傳感器，以此跟蹤新冠機械的位置，滿足煤礦采掘工作的有關(guān)需求。在這個環(huán)節(jié)中應(yīng)用遠程操作臺，工作人員要合理管理及控制相關(guān)設(shè)備。例如開展工作時，如果液壓支架的動作發(fā)生了異常，有關(guān)人員可以通過遠程干預的模式進行科學及合理的把控。

4.4 人工遠程控制技術(shù)

進行人工開采過程中可以充分地發(fā)揮出人工遠程控制技術(shù)的優(yōu)勢，強化智能化技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用型，保障井下人員能夠安全作業(yè)安全。其是通過自動化技術(shù)作為媒介構(gòu)建了通信網(wǎng)絡(luò)與開采的井下作業(yè)系統(tǒng)。采用一體化智能軟件遠程監(jiān)控及預算井下工作人員的數(shù)據(jù)，在同一及高校的采煤控制系統(tǒng)中將控制和工作一起展開。人工遠程控制技術(shù)不僅可以保障供電通信的安全，還能夠控制好井下作業(yè)，以免損害到泵站控制系統(tǒng)和支架的電液控制系統(tǒng)，提高了安全性?；诮y(tǒng)一協(xié)調(diào)機械設(shè)備及各個子系統(tǒng)，實施綜合化智能管理，以此科學、高效與全面地進行采煤工作。

4.5 災害預防控制技術(shù)

進行煤礦的開采環(huán)節(jié)中為了更好地提高開采工作的安全性，相關(guān)學者強調(diào)施工企業(yè)在進行開采時需要深入探索及應(yīng)用災害預防管控的技術(shù)。通過實踐證明進行煤炭開采的流程中可以合理地使用無線電技術(shù)，減少鋪設(shè)井下線纜的數(shù)量，保證井下工作面的整潔，同時有效開發(fā)出災害預防控制技術(shù)。此外，以無線電技術(shù)作為基礎(chǔ)，工作人員能夠和監(jiān)控中心進行有效的通信，完成相關(guān)信息的有效溝通，能夠有效保障井下巡檢工作人員的安全。研發(fā)災害控制技術(shù)時，在井下安裝傳感器可以有效采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而在指揮中心監(jiān)控危險物質(zhì)，為預警工作的開展打下良好的基礎(chǔ)及保障。

5 結(jié)語

中國的煤礦行業(yè)有著幾十年發(fā)展，煤炭開采技術(shù)也在不斷的變化中。信息時代的到來為煤礦行業(yè)開采帶來了新的發(fā)展方向，將自動化與信息化技術(shù)有效地結(jié)合并使用在開采發(fā)掘，為智能化煤炭開采的關(guān)鍵技術(shù)方面有了新的突破。雖然中國已經(jīng)應(yīng)用了煤礦智能化開采模式以及關(guān)鍵技術(shù)，但是沒有明確認知煤礦智能化的開采模式與關(guān)鍵技術(shù)的概念，為了對這方面進行大力的推廣，所以論文針對煤礦智能化開采模式及關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。