周至剛 謝金鎖

摘要：無人工作面工程具備非常強的綜合性特點。基于煤炭領域的不斷進步，人們?nèi)找骊P注煤礦生產(chǎn)的安全以及可持續(xù)發(fā)展問題。鑒于此，無人采煤技術不斷發(fā)展。可以說，煤礦智能無人采煤技術屬于創(chuàng)新應用一系列科技的結果。為此，本文分析了煤礦智能無人采煤技術的優(yōu)勢、組成部分，以及煤礦智能無人采煤技術的發(fā)展措施。

關鍵詞：煤礦;智能;無人采煤;優(yōu)勢;發(fā)展

1引言

煤礦井下的兩大危險場所是采煤工作面和掘進工作面。因此，工人在生產(chǎn)當中無不受到?jīng)_擊地壓、粉塵、水災、頂板、地熱、火災、瓦斯等災害的威脅。為此，探究煤礦智能無人采煤技術顯得非常關鍵，其是保障煤礦生產(chǎn)零死亡率的關鍵技術支撐。

2煤礦智能無人采煤技術的優(yōu)勢

2.1拓寬了開采煤層的范圍

隨著長時間開采煤礦，煤礦地表儲量日益降低。為了得到大量的煤炭資源，煤礦開采技術的發(fā)展方向是縱深化。在開采深層煤礦時，傳統(tǒng)的開采技術受到一些限制，工作效率和安全性都比較低。而新的煤礦智能無人采煤技術能夠有效地處理一系列的技術難題，且適宜在各種層面開采煤礦，從而使煤礦開采的范圍拓寬。

2.2提高了開采的安全性

煤礦智能無人采煤技術較為凸顯的優(yōu)勢在于安全性，煤礦開采結合智能控制機械進行，可以降低事故出現(xiàn)率，從而降低相應的損失。

2.3實現(xiàn)了信息化和機械化開采

在煤礦開采中應用機械控制技術和信息技術，可以實現(xiàn)開采效率的大大提升。應用信息化機械實現(xiàn)開采，防止了環(huán)境因素影響導致的問題，從而確保更加高效地開采。

3煤礦智能無人采煤技術的組成部分

3.1采煤機智能定位系統(tǒng)

定位煤機的關鍵技術是電磁感應技術、超聲波探測技術、紅外探測技術等。而整體采煤工作的主機是采煤機。當今定位煤機的智能技術依舊較為稚嫩。為此，采煤機智能定位的重要技術在于采煤機自主定位的實現(xiàn)。而要想有效開發(fā)此系統(tǒng)，應做好下面兩點：一是建構采煤機動力模型，采煤工作面臨的環(huán)境非常多樣和復雜，建構適宜的采煤機動力模型，確保采煤機在適應開采條件的基礎上運行的穩(wěn)定性。這要求對很多動態(tài)數(shù)據(jù)進行參考，且有效兼顧實際的地理環(huán)境，考慮影響傳感器的全部因素，據(jù)此建構采煤機運行軌跡。并且在采集和分析大數(shù)據(jù)的前提下科學建構采煤機動力模型。二是實現(xiàn)動態(tài)目標速度與位置的精準確定。提升計算的量、精度以及轉換坐標，分析高效、科學的求解策略。除此之外，還需要建構地下電子導航數(shù)據(jù)。比較地圖數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與搜集的采煤機運行軌跡數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)地圖的正確匹配。同時，在監(jiān)測收集信息之后，結合地下電子地圖對采煤機的運行進行實時監(jiān)測。

3.2定位煤機系統(tǒng)和三級配套系統(tǒng)

綜采工作面完成的工序需要借助可彎曲刮板輸送機、自移式液壓支架、雙滾筒采煤機。為了方便頂板維護，基本應用及時支護的液壓支架支護方式，采煤機首先進行割煤，再滯后采煤機8-12臺支架移架，然后再滯后移架8-12架移動刮板輸送機。為了使智能化的輸送機推移、移架、割煤過程實現(xiàn)，需要準確定位采煤機，如此一來，才可以確保按部就班地開展采煤工作。當今，定位采煤機的技術有紅外探測技術、電磁感應開關技術、超聲波探測技術等。盡管一些煤礦開展了相應的試驗，可是依舊需要深入探究。

3.3調高滾筒搖臂系統(tǒng)和辨識煤巖分界系統(tǒng)

煤跟巖石存在較大差異的硬度系數(shù)，倘若采煤機割巖石，那么其截齒將被損壞，要么會更換滾筒。為了全部采出整層煤，需要結合搖臂調節(jié)采高。為此，在采煤機進行割煤時，需要密切配合滾筒搖臂調高系統(tǒng)與煤巖辨識系統(tǒng)。

3.4抗干擾系統(tǒng)和雙向通信控制系統(tǒng)

智能無人采煤的關鍵支撐在于穩(wěn)定的通信技術。通信控制系統(tǒng)可以結合信號的收發(fā)準確控制綜采裝置，主要有超前和端頭支護段控制系統(tǒng)、三機配套控制系統(tǒng)。

3.5監(jiān)測與診斷設備狀態(tài)系統(tǒng)

因為采煤工作面面臨非常復雜的工作環(huán)境，設備的異?，F(xiàn)象往往會形成。為此，需要監(jiān)測設備的參數(shù)（輸送機彎曲角度、截齒磨損程度、油液溫度和位置、煤機傾角等）和應用故障診斷系統(tǒng)。

3.6辨別與處理地質結構系統(tǒng)

要想切實使無人化綜采實現(xiàn)，務必對一系列的地質結構進行準確識別，且能夠及時通過該地質構造。像是在碰到斷層的情況下，需要根據(jù)檢測的斷層參數(shù)，在系統(tǒng)中自主、迅速研究過斷層的策略。

4煤礦智能無人采煤技術的發(fā)展措施

要進一步認清智能化建設的出發(fā)點，通過減人達到保障安全的目的。加強技術研發(fā)，利用好煤礦智能開采試驗中心這個技術平臺，圍繞解決智能化建設最現(xiàn)實、最緊迫的問題，加強與高校、科研機構產(chǎn)學研合作，著力解決智能化建設薄弱點;大力推廣煤巷掘、支、運三位一體高效快速掘進等成套裝備技術，大力推進井下機器人研究應用，加快煤礦信息化和自動化深度融合發(fā)展，加快建成智慧煤礦體系;注重典型引路，重點選樹一批智慧化建設、智能化改造的先進典型，及時總結經(jīng)驗，以點帶面，發(fā)揮示范帶動作用，在全國煤炭行業(yè)樹立智能化建設的“山東標桿“。同時，兗礦要瞄準沖擊地壓礦井“發(fā)力點“，把智能化改造作為提升安全保障能力的關鍵手段，推動沖擊地壓礦井年底前采掘工作面全部實現(xiàn)智能化。

5結束語

綜上所述，煤礦智能無人采煤技術擺脫了傳統(tǒng)開采技術的限制，還需要處理不少技術性的難題。在以后的發(fā)展進程中，需要持續(xù)解決技術難題，建構與健全技術體系，從而在開采煤炭中體現(xiàn)更大的作用。

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作者簡介：周至剛（1989，12-），男，漢族，山東鄒城人，本科，助理T程師，技術員，研究方向：自動化采煤、掘進設備管理。