综采工作面采煤工艺技术实践探索

李开武

摘要：随着经济水平和我国煤矿行业的快速发展，一直以来，煤炭开采效率、安全性和成本是煤矿企业关注的主要问题；同时，煤炭作为我国国民经济发展的主要动力，实现煤炭的安全高效开采对于经济发展和社会进步具有重要意义。“智能化”是未来所有行业发展的趋势，煤炭行业也不例外。实现煤矿综采工作面的智能化开采旨在根据工作面的地质条件、煤层条件以及瓦斯等情况，采用理论分析与实践经验相结合的方式实现对工作面煤层的智能化开采。

关键词：综采工作面;智能开采;采煤机;液压支架;生产能力

引言

随着互联网人工智能时代的到来，各行各业紧跟时代发展脚步完成企业转型调整。煤矿企业借助各类智能化开采技术提高开采效率成为大势所趋。鉴于此，对综采工作面智能化开采技术如位置监测技术、煤岩界面识别技术、记忆采煤技术、溜坡控制技术、连续生产保障技术等展开论述，分析应用智能化开采技术所带来的一系列影响，针对当下煤矿智能化开采技术应用所面临的问题，指出相应的优化解决措施，以其为煤矿工作者提供指导，进而呈现更好的技术应用效果。

1综采工作面智能化采煤技术发展历程

第一阶段，从2012年开始，直至2014年。综采工作面智能化采煤技术发展在这一阶段，“智能控制”和“远程干扰”技术得到了采煤工作者的青睐，形成了液压支架智能控制系统，并研发了智能化远程操控采煤平台。第二阶段，从2015年开始，直至2016年。在这一阶段采用了惯性导航系统及航空激光陀螺仪，研发了精准度极高的导航系统以及高精密度双速控制阀、远程传感器等。在这种情况下，工作面直线度控制问题已不再是难题。在这一阶段还创新使用了全景视频拼接处理技术，视频拼接演示时间有效缩短，仅有1.5s左右，而且摄像头分辨率较高。第三阶段，自2017年开始至今，综采工作面智能化采煤技术便进入了全新的阶段。这一阶段的煤炭资源开采目标越来越透明化，广泛使用云计算技术和人工智能手段，即使地下环境再复杂，也能确保各种开采问题迎刃而解。此时，综采智能采煤技术特点较为明显，主要体现在能自动感知以及采集外界信息。在采集信息结束后针对信息进行科学分析及合理判断，结合最终判断执行决策。在综采工作面中使用这项技术，可以实时感知井下环境，了解相关参数，并适当调整控制参数，保障煤炭安全生产。

2综采工作面智能化开采的主要技术

2.1位置监测技术

之前，国内外对于采煤机的位置监测先后应用了无线雷达测距、光栅位移识别倾角传感器等技术，这些技术的测量精度较低，无法满足自动化开采的环境要求。目前，普通的位置监测技术借助惯性导航确定采煤机的位置，利用加速度计和陀螺仪确定采煤机的实时位置，使得设备位置漂移率高达0.004°/min，角度量程为25°-70°。虽然惯性导航监测设备位置精度较高，但是受限于长时间的误差累积，导致较容易出现误差，需要对其测量系统误差进行补偿。智能化的位置监测技术则可以解决这类问题，利用GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系统）技术进行地图匹配，结合航位推算法和闭合路径算法，通过截深不变进行补偿，其可以利用校正传感器的方式纠正位置数据误差，进一步提高精度，降低误差，精确定位采煤机的位置和方向，这对于有效开采、实现采煤自动化、摆脱人工采煤的困境具有关键意义。

2.2采煤机记忆截割技术

该技术主要依据采煤机液压支架跟机自动化以及象限转换点，从而可以把采煤机记忆切割煤象限划分为几个区域，在进行切割的过程中必须依据示范刀相关的参数比如：工作参数、姿态参数、滚筒高度轨迹。进而实施自动化智能化运算，从而可以形成切割机的记忆模块，并且对参数进行调整，这样能够优化工作面液压支架工作面与采煤机之间实现精准的对接，由此可以看出不仅可以有效地提高自动化调整，而且能够有效地提高工作效率。

2.3煤岩界面识别技术

煤岩界面识别技术在综采工作面智能化采煤时，作用极其突出。在综采工作界面，应用既往人工方式开采煤炭时，通常需要依赖传统知识与传统经验才能推动煤炭开采工作的落实。如今，随着社会发展水平不断提升，机械化设备逐步应用于煤炭资源开采过程中。在这种情况下，为了切实展现机械设备应用价值，就需要具体工作人员引入智能技术，将其与开采机械设备相互结合，协同发挥应用价值。

2.4溜坡控制技术

一些煤矿开采区地形复杂，走势险峻，在作业的过程中极有可能发生溜坡状况，因此溜坡控制技术对坡道的控制极为必要。溜坡控制技术主要是利用激光扫描及无线变形监测传感器的方式进行扫描，防止出现液压支架不垂直的现象，以及与计算机网络结合对出现的紧急情况进行准确且迅速的预警，并将扫描的巷道信息及时反馈到GIS，实时更新工作面边界图形，增强液压支架的安全性和可靠性，提高对采矿工人的安全保护系数，保障工作面与煤层走向保持垂直。这项技术在中国应用得较为成熟，且未来拥有良好的发展空间。

结语

综采工作面智能化采煤技术是目前应用频率最高的技术形式。由于智能化采煤技术在综采工作面中的应用时间偏短，所以常常会出现一些问题。因此，为了有效发挥该技术作用，应配合其他关联技术，以便真正提升煤炭资源开采速度及质量。综上所述，综采工作面智能化开采技术对生产作业效率的提高、煤炭行业的转型、工人的安全保障等起着举足轻重的作用。但该技术的具体应用还存在着一定的问题，其发展将是一个必然且长期的过程。不管是国家，还是煤矿企业，都应积极推进智能化开采技术的应用，为行业的可持续发展贡献力量。

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