木拉地里·卡米江

烏蘇四棵樹(shù)煤炭有限責(zé)任公司八號(hào)井，中國(guó)·新疆 烏蘇 833019

1 引言

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

2 煤炭智能化開(kāi)采工作概述

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，不知不覺(jué)諸多行業(yè)都紛紛實(shí)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(jìn)技術(shù)的影響下，中國(guó)的煤炭行業(yè)開(kāi)采技術(shù)也在不斷創(chuàng)新改進(jìn)。智能化開(kāi)采是指將信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械化技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)整合，最終結(jié)合煤炭行業(yè)的需求形成無(wú)人化自動(dòng)開(kāi)采技術(shù)。

在施工過(guò)程中，煤礦企業(yè)利用這些自動(dòng)化的設(shè)備和技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)工作人員只需要控制機(jī)械設(shè)備也能完成開(kāi)采任務(wù)的目的，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)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(kāi)采也在不斷進(jìn)步，已經(jīng)從之前的零散設(shè)備開(kāi)始向成套設(shè)備轉(zhuǎn)化，進(jìn)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(kāi)采領(lǐng)域中，因此，煤炭企業(yè)部門(mén)與相關(guān)技術(shù)人員要按照企業(yè)的實(shí)際情況，深入研究煤礦的智能化開(kāi)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(kāi)采效率，還能夠保障工作人員的安全。當(dāng)前智能化煤炭開(kāi)采應(yīng)用的技術(shù)主要有無(wú)人化、少人化開(kāi)采技術(shù)、智能化開(kāi)采、數(shù)字化及信息化開(kāi)采技術(shù)等。

3.1 無(wú)人化或少人化開(kāi)采模式

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

3.2 智能化開(kāi)采模式

智能化開(kāi)采模式特點(diǎn)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(gè)智能化的要素，所以開(kāi)采煤礦過(guò)程中能夠依靠詳細(xì)的采煤工藝技術(shù)以及對(duì)操作進(jìn)行預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行工作，有效提升了采煤工作技術(shù)能力。與傳統(tǒng)的手動(dòng)操作采煤模式相比較，自動(dòng)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(gè)流程的技術(shù)應(yīng)用效果，以此促進(jìn)煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展。

3.3 數(shù)字化開(kāi)采模式

進(jìn)行煤礦開(kāi)采過(guò)程中運(yùn)用數(shù)字化模式，需要從作業(yè)面的開(kāi)采機(jī)械設(shè)施的數(shù)據(jù)特征著手，明確詳細(xì)的交互形式，并對(duì)實(shí)際情況選擇科學(xué)與合理的先進(jìn)化機(jī)械設(shè)施，才能夠保障開(kāi)采方式的科學(xué)，充分分析及控制各種開(kāi)采機(jī)械設(shè)備，加深煤礦開(kāi)采智能化的應(yīng)用。

3.4 智能自適應(yīng)開(kāi)采模式

智能自適應(yīng)開(kāi)采模式通過(guò)智能化技術(shù)處理，運(yùn)用適應(yīng)技術(shù)充分發(fā)揮出煤礦開(kāi)采機(jī)械設(shè)備的作用，以此充分應(yīng)用智能自適應(yīng)開(kāi)采技術(shù)模式，提升整體的工作質(zhì)量。與此同時(shí)，將自動(dòng)化與可視化技術(shù)有效結(jié)合，再使用先進(jìn)的智能化技術(shù)，在開(kāi)采工作中實(shí)現(xiàn)無(wú)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(kāi)采工作人員的生命安全。

4 煤炭智能化開(kāi)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(kāi)采煤礦的重要技術(shù)之一，在促進(jìn)采掘工作時(shí)，合理應(yīng)用直線度控制技術(shù)，能夠有效保證開(kāi)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(jìn)夯實(shí)良好的基礎(chǔ)，以此有效規(guī)避工作過(guò)程中因支架與輸送機(jī)的排列混亂損壞設(shè)備及推進(jìn)方面的問(wèn)題。

現(xiàn)階段，中國(guó)這方面的學(xué)者對(duì)直線控制技術(shù)的成效進(jìn)行了驗(yàn)證。首先，學(xué)者通過(guò)激光對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行定標(biāo)，建立二維坐標(biāo)系，通過(guò)高清的攝像儀比較相關(guān)圖像，確定調(diào)整量。其次，學(xué)者使用固定參照點(diǎn)安裝機(jī)關(guān)測(cè)距儀，能夠測(cè)定液壓支架、輸送機(jī)和煤璧之間的距離。最后，將傳感器安裝在液壓支架可以對(duì)其進(jìn)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(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)，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(duì)應(yīng)的構(gòu)成情況，方便合理管控輸送機(jī)、采煤機(jī)的俯仰情況。在研究該技術(shù)的環(huán)節(jié)中，研究人員認(rèn)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(guò)程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)?；诖?，研究人員認(rèn)為可以有效應(yīng)用航空機(jī)關(guān)陀螺儀，有助于合理構(gòu)建相關(guān)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。在繪制地質(zhì)模型中通過(guò)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(shí)呈現(xiàn)出井下綜采工作畫(huà)面，有助于操作人員觀察采煤機(jī)、液壓機(jī)與輸送機(jī)的工作狀態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中合理使用紅外線傳感器，以此跟蹤新冠機(jī)械的位置，滿足煤礦采掘工作的有關(guān)需求。在這個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用遠(yuǎn)程操作臺(tái)，工作人員要合理管理及控制相關(guān)設(shè)備。例如開(kāi)展工作時(shí)，如果液壓支架的動(dòng)作發(fā)生了異常，有關(guān)人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程干預(yù)的模式進(jìn)行科學(xué)及合理的把控。

4.4 人工遠(yuǎn)程控制技術(shù)

進(jìn)行人工開(kāi)采過(guò)程中可以充分地發(fā)揮出人工遠(yuǎn)程控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)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(guò)自動(dòng)化技術(shù)作為媒介構(gòu)建了通信網(wǎng)絡(luò)與開(kāi)采的井下作業(yè)系統(tǒng)。采用一體化智能軟件遠(yuǎn)程監(jiān)控及預(yù)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(kāi)。人工遠(yuǎn)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(jī)械設(shè)備及各個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)施綜合化智能管理，以此科學(xué)、高效與全面地進(jìn)行采煤工作。

4.5 災(zāi)害預(yù)防控制技術(shù)

進(jìn)行煤礦的開(kāi)采環(huán)節(jié)中為了更好地提高開(kāi)采工作的安全性，相關(guān)學(xué)者強(qiáng)調(diào)施工企業(yè)在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)需要深入探索及應(yīng)用災(zāi)害預(yù)防管控的技術(shù)。通過(guò)實(shí)踐證明進(jìn)行煤炭開(kāi)采的流程中可以合理地使用無(wú)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(shí)有效開(kāi)發(fā)出災(zāi)害預(yù)防控制技術(shù)。此外，以無(wú)線電技術(shù)作為基礎(chǔ)，工作人員能夠和監(jiān)控中心進(jìn)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(zāi)害控制技術(shù)時(shí)，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(xiǎn)物質(zhì)，為預(yù)警工作的開(kāi)展打下良好的基礎(chǔ)及保障。

5 結(jié)語(yǔ)

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