李運峰 王延東

山東省滕州曹莊煤炭有限責任公司 山東滕州 277519

中國地大物博，擁有豐富的煤炭資源，在中國現(xiàn)代化基礎建設的過程中，煤炭資源也發(fā)揮著非常重要的作用。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示中國近年來煤炭年產(chǎn)量逐年攀高，且在國內(nèi)一次性能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭的消費占比超過了75%，可以說煤炭行業(yè)的發(fā)展對于社會主義現(xiàn)代化建設有著極大的影響力，是中國實現(xiàn)科學技術(shù)及民生工業(yè)快速發(fā)展的重要前提。而為了確保煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就需要相關(guān)企業(yè)重視采煤技術(shù)的優(yōu)化，整合自身服務體系和服務意識，為中國未來的經(jīng)濟發(fā)展奠定堅實基礎。

1 采煤技術(shù)優(yōu)化提升的重要性

采煤技術(shù)發(fā)展的重要性首先取決于煤炭資源的不可再生屬性。煤炭在人類現(xiàn)代化發(fā)展的進程中既無法人工合成，也難以在短時間內(nèi)被其他形式的資源全面取代?？梢哉f煤炭資源有著不可替代的作用，一旦消耗殆盡，就會對整個人類世界的發(fā)展造成巨大影響。鑒于此，需要科學合理地利用煤炭資源，在開采過程中極力避免出現(xiàn)資源浪費等問題，從而最大限度延長煤炭資源的使用年限，提高其使用效能。自中國進入現(xiàn)代化建設階段以來，國內(nèi)煤礦企業(yè)都在致力于優(yōu)化和提升采煤技術(shù)，從生產(chǎn)能力設計到具體的施工采煤流程等多個方面都進行了相應的技術(shù)革新。隨著能源結(jié)構(gòu)及社會發(fā)展需求的轉(zhuǎn)變，技術(shù)又有了更加巨大的發(fā)展空間。尤其是智能化工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G信息傳輸技術(shù)等高科技領域的技術(shù)突破也為采煤技術(shù)的各環(huán)節(jié)及設備革新創(chuàng)造了有利條件。近年來隨著中國對煤炭行業(yè)進行的重新規(guī)劃和梳理，許多煤礦企業(yè)在日常運營的過程中，對自身經(jīng)營理念及發(fā)展方向做出相應調(diào)整，從原本以人工為主的勞動密集型采礦模式逐漸轉(zhuǎn)向智能化、自動化的采煤作業(yè)。

2 煤礦開采中的信息自動化技術(shù)

2.1 遠程干預無人化采集技術(shù)

新時期下，中國煤礦開采過程中所采用的采煤技術(shù)已進入智能化開采控制階段，而相關(guān)的開采流程是一套完整的系統(tǒng)，其基礎在于遠程干預無人化采集技術(shù)。由于技術(shù)的不完備，傳統(tǒng)煤礦井下綜采面工作都由人工完成，其危險系數(shù)非常大，各種級別的礦難也不時爆出。為了有效解決這一問題，切實保障煤礦工人的生命安全，在設置智能化開采系統(tǒng)的過程中首要的就是實現(xiàn)工作面無人，通過遠程干預、遠程控制，實現(xiàn)自動化、智能化的生產(chǎn)模式?；跓o人跟機作業(yè)、有人安全值守的設計理念，讓機器代替人工完成工作面的采集工作，并通過系統(tǒng)中的相應功能，比如方位感知、工作面信息交互、工作面協(xié)同控制、采煤機自動運行等，全面實現(xiàn)煤礦井下環(huán)境無人的運行要求。

2.2 礦井虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在設計遠程干預無人化采集系統(tǒng)的過程中，為了能更加清晰直觀地了解煤礦內(nèi)部構(gòu)造及情況，相應技術(shù)人員還研發(fā)了礦井虛擬現(xiàn)實技術(shù)。該技術(shù)由礦井三維建模技術(shù)衍生而來，是將綜采工作面的內(nèi)部環(huán)境利用現(xiàn)代化的信息采集技術(shù)結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過相應軟件創(chuàng)造出模擬現(xiàn)實環(huán)境的三維模型，并結(jié)合智能開采控制系統(tǒng)模擬采礦作業(yè)過程中相關(guān)設備的運行狀況。礦井虛擬現(xiàn)實技術(shù)包含了兩個層面的意義：①能讓操作人員根據(jù)三維建模調(diào)整采煤的作業(yè)進度，且可通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所具備的人機交互功能對井下作業(yè)進行模擬操作。這種模擬操作能降低實際開采的危險性，節(jié)約大量的資金，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。②礦井虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用豐富了智能化采礦控制技術(shù)，在信息化模板控制的基礎上增添了可視的三維模型，讓相關(guān)工作人員能在三維模型上監(jiān)測不同設備的運行狀態(tài)及運行參數(shù)，對相關(guān)設備的運行時間、煤炭總產(chǎn)量、各設備的運行情況進行綜合觀測。

2.3 遠程遙控技術(shù)

為了實現(xiàn)中國采煤技術(shù)的全面智能化，還需要匹配相應的遠程遙控技術(shù)。由于煤炭行業(yè)的特殊性及其設備運行環(huán)境的危險性，在設計智能化采煤生產(chǎn)遠程遙控的過程中，需著重強調(diào)以采煤機的記憶切割技術(shù)為主、人工遠程干預為輔。只有提高采煤機及控制系統(tǒng)的底層邏輯，確保液壓支架能完成跟隨采煤機的自動動作及采煤運輸設備能高度集中化自動化控制，同時匹配相應的智能感知、智能監(jiān)控系統(tǒng)，對采煤工作面實現(xiàn)全面的網(wǎng)絡通信遙控。

2.4 智能開采控制技術(shù)

為了實現(xiàn)智能開采技術(shù)的一體化、無人化，全面實現(xiàn)智能化，還需要強調(diào)整個開采系統(tǒng)的智能開采控制屬性。結(jié)合探測系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)及信號反饋來確保整個開采系統(tǒng)能跟隨工作面情況的變化進行調(diào)整，使智能化采掘設備能通過智能開采系統(tǒng)進行自動調(diào)度，自動決策。為了實現(xiàn)這一目標，就需要對采煤機智能記憶、液壓支架智能跟隨、巷道智能運輸、遠程遙控、三維虛擬模型及一鍵啟動等多種技術(shù)進行集成，讓采礦流程實現(xiàn)單機裝備、總體控制的合理構(gòu)建。

3 結(jié)語

中國現(xiàn)代化建設發(fā)展對國內(nèi)采煤技術(shù)的要求發(fā)生了相應變化。實現(xiàn)智能化開采，不僅是為了提高采煤效率、避免資源浪費，同時也是為了能更好地保護煤礦企業(yè)工作人員的生命安全[3]，是促進中國經(jīng)濟發(fā)展、構(gòu)建現(xiàn)代化和諧社會的重要措施。這就需要設計人員重視對遠程干預無人化采集技術(shù)、礦井虛擬現(xiàn)實技術(shù)、遠程遙控技術(shù)及智能開采控制技術(shù)等信息自動化技術(shù)的綜合應用，匹配相應的設備及軟件構(gòu)建監(jiān)控、采集、運輸、維修一體化的智能控制系統(tǒng)，為中國現(xiàn)代化建設保駕護航。