陳興寶

摘 要： 隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，科學技術水平也在不斷提升。智能化技術作為一種新興技術，已經逐漸應用到各個領域。煤礦是我國工業(yè)的基礎，其開采技術水平也在不斷提高。在煤礦采掘中有效應用自動化和智能化技術，對于提高煤礦的開采效率具有重要作用。因此，探討煤礦采掘機械自動化和智能化的重要性，分析目前煤礦采掘機械自動化和智能化的現(xiàn)狀，并研究煤礦采掘機械自動化和智能化的具體應用。

關鍵詞： 煤礦采掘 機械自動化 智能化 應用

中圖分類號： TP393文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）06-0007-03

Research on the Application of the Automation and Intelligence of Coal Mining Machinery

CHEN Xingbao

CCTEG Robot Technology Co.， Ltd.， Shenyang， Liaoning Province， 110000 China

Abstract： With the continuous development of Chinas social economy， the level of science and technology is also constantly improving， and intelligent technology has been gradually applied to various fields as an emerging tech‐nology. A coal mine is an industrial foundation of China， the technology level of its mining is also constantly im‐proving， and how to effectively apply automatic and intelligent technologies in coal mining plays an important role in improving the mining efficiency of coal mines. Therefore， this article explores the importance of the automation and intelligence of coal mining machinery， analyzes the current situation of its automation and intelligence， and studies the specific application of its automation and intelligence.

Key Words： Coal mining； Mechanical automation； Intelligence； Application

現(xiàn)階段，我國煤礦開采行業(yè)的生產技術已經取得了顯著進步。然而，隨著行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，煤礦開采過程中仍然面臨一些挑戰(zhàn)。企業(yè)需要根據實際情況，合理應用自動化和智能化技術，提升煤礦采掘機械的穩(wěn)定性和效率，從而充分發(fā)揮作用與優(yōu)勢。

1 煤礦采掘機械自動化和智能化的重要性

1.1 提升煤礦作業(yè)的生產效率

首先，通過對煤炭采掘機械設備進行自動化改造，可以大幅提升煤炭采掘機械設備的工作效率。例如：應用采煤機的液壓系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)以及自動截割系統(tǒng)，可以實現(xiàn)一體化，提高采煤機的工作效率。其次，使用機械化開采方式進行煤礦采掘作業(yè)，可以實現(xiàn)煤礦采掘機械設備的高度自動化。例如：在使用電牽引采煤機進行開采時，可以將電液控制技術應用在電液控制裝置中，不僅可以提高電牽引采煤機的工作效率，還可以保證工作人員的安全。最后，在使用綜采工作面液壓支架時，還可以將綜采工作面液壓支架與傳統(tǒng)的綜采工作面液壓支架相結合，可以讓綜采工作面液壓支架實現(xiàn)自動化控制。在使用電牽引采煤機采煤時，也可以將電液控制裝置與電牽引采煤機相結合，實現(xiàn)電牽引采煤機與綜采工作面液壓支架一體化改造。

1.2 保障煤礦生產作業(yè)人員的生命安全

煤礦開采是一項高危險性的工作，在煤礦開采時，工作人員的生命安全放在首位。在煤礦開采過程中必須加強對工作人員的安全防護。傳統(tǒng)的煤礦開采過程中，工作人員不能有效對生產環(huán)境進行監(jiān)控，容易出現(xiàn)由于環(huán)境原因導致的安全事故。而采用自動化和智能化技術進行煤礦開采時，工作人員可以在井下作業(yè)時對整個生產環(huán)境進行實時監(jiān)控，及時地了解井下的環(huán)境變化。例如：當井下溫度過高或者出現(xiàn)危險情況時，能及時發(fā)現(xiàn)并且采取措施降低井下溫度以及危險程度。在生產過程中，工作人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)對整個生產過程進行實時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常情況能及時采取措施處理，有效避免由于環(huán)境原因造成的安全事故。

1.3 降低煤礦開采的勞動強度

在傳統(tǒng)的煤礦開采過程中，由于技術水平的限制，大部分工作都是由人工進行操作，容易造成工作人員的工作強度過大。而采用自動化和智能化技術進行煤礦開采時，能降低工作人員的工作強度。在傳統(tǒng)煤礦開采過程中，工作人員需要對整個生產環(huán)境進行實時監(jiān)控，并且還要負責井下的一些安全工作，導致工作人員過度疲勞，影響正常的生產作業(yè)。采用自動化和智能化技術進行煤礦開采時，就能夠實現(xiàn)對整個生產環(huán)境的實時監(jiān)控，并且還能夠實現(xiàn)井下生產作業(yè)自動化操作。在井下作業(yè)時，工作人員只需要根據指令進行操作，大大降低了工作人員的工作強度。

1.4 降低煤礦采掘生產的經濟成本

煤礦采掘中應用機械自動化和智能化技術，不僅能夠提升生產效率、減少安全生產中面臨的風險隱患，還可以降低煤礦采掘作業(yè)的成本。例如：自動化技術可以減少人工操作的需求，降低勞動力成本；智能化系統(tǒng)則可以通過數據分析和預測，優(yōu)化采掘流程，減少資源浪費。

2 煤礦采掘機械自動化和智能化的現(xiàn)狀

2.1 采掘工藝和采掘設備現(xiàn)狀

從采掘工藝上來看，我國大多數煤礦已經實現(xiàn)了機械化、自動化開采，一些大型煤礦也實現(xiàn)了無人化開采，但某些小煤礦依然采用傳統(tǒng)的人工開采工藝。隨著機械化、自動化技術的發(fā)展和應用，煤礦采掘機械在實際生產中的作用越來越大，但我國煤炭行業(yè)在這方面的發(fā)展還相對滯后。從采掘設備來看，我國煤礦采掘設備種類多樣，包括截齒、采煤機、刮板輸送機等。此外，一些先進設備如綜采放頂煤成套技術、煤層注水技術等也在煤礦生產中得到了應用。我國采煤工藝已經實現(xiàn)了自動化、智能化發(fā)展，但是從總體上來看，我國煤礦采掘工藝與發(fā)達國家相比還有較大差距。

2.2 工人現(xiàn)狀

近年來，隨著我國煤礦采掘機械化水平的提高，煤礦開采從業(yè)人員的數量呈下降趨勢。有關資料顯示：我國煤炭開采行業(yè)從業(yè)人員在2000年時為550萬人，到2015年下降至380萬人，在2016年時進一步下降至285萬人。煤炭開采行業(yè)從業(yè)人員的減少，還與我國當前煤炭生產任務重、勞動條件差、勞動強度大有直接關系。目前，煤礦采掘工作主要以人工為主，工作環(huán)境較為惡劣，工作強度大且安全風險高。特別是在當前我國煤炭企業(yè)進行機械化、智能化升級改造的大背景下，煤炭企業(yè)內部的從業(yè)人員數量急劇減少[1]。如果不能采取有效措施引導從業(yè)人員向高技術水平方向發(fā)展，就可能會對煤炭企業(yè)的整體發(fā)展水平產生不利影響。

2.3 資金現(xiàn)狀

對煤礦采掘機械進行自動化和智能化改造，需要投入大量的資金，而我國煤礦采掘行業(yè)整體面臨資金不足、資金投入較少的問題。以某煤礦為例，該企業(yè)購入了大功率的綜采設備，該設備價格昂貴，約為100萬元，一般的中小型煤礦很難承擔這筆費用。另外，在實際生產過程中，還需要配備相應的專業(yè)技術人員，人力資源成本較高。因此，相關企業(yè)要加大對煤礦采掘機械自動化和智能化建設的投入力度。

3 煤礦采掘機械自動化和智能化的具體應用

3.1 工作面刮板輸送機的應用

應用工作面刮板輸送機能將采煤工作面內的煤炭運輸到地面上，降低開采工作對地面交通造成的影響。在工作面刮板輸送機的運行過程中，其主要是依靠液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)動力傳輸和控制，需要保證其在較短時間內高效完成運行和操作任務。這就要求在工作面刮板輸送機的運行過程中，對其控制系統(tǒng)進行有效優(yōu)化和改進，以便能夠實現(xiàn)自動化和智能化控制[2]。此外，在工作面刮板輸送機運行過程中，還需要對刮板輸送機進行實時監(jiān)控和檢測，一旦發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)故障或者問題，應該及時采取相應的措施進行處理和維修。

3.2 掘進工作面中的應用

在掘進工作面中應用自動化技術，可實現(xiàn)掘進工作面的自動化，并且使掘進工作面能夠通過智能控制實現(xiàn)遠程控制，從而進一步提高掘進效率。在這個過程中，需要對不同的掘進機進行合理選擇和配置，同時對掘進機的性能進行分析，從而確定最佳的方案。一般情況下，當需要進行截割時，可以使用截割頭；如果需要進行轉載，則要使用轉載頭。在掘進工作面中應用自動化技術，可以減少工人的勞動強度和提升工作效率[3]。例如：在掘進機自動截割時，可以采用單臂截割和雙臂截割兩種方式，將截割頭與轉載頭之間的距離保持在8 m左右，同時還應該保證兩者之間的平行度以及垂直度滿足要求；通過對不同類型的截割頭進行合理配置，從而使其適應不同類型的掘進機。

3.3 礦用激光導航系統(tǒng)在煤礦采掘中的應用

在煤礦采掘中應用礦用激光導航系統(tǒng)，主要是為了提高煤礦采掘的效率和安全。該系統(tǒng)可以對采掘的實際情況進行有效的監(jiān)控，還能夠對開采現(xiàn)場的地質結構以及周圍環(huán)境進行準確的監(jiān)測，從而避免一些人為因素所造成的事故。

3.3.1 自動導向系統(tǒng)

自動導向系統(tǒng)在煤礦采掘中的應用可以提高煤礦采掘的效率，減少煤礦采掘工作人員的勞動強度，有效提高煤礦采掘工作人員的工作效率。在自動導向系統(tǒng)應用過程中，煤礦采掘人員需要根據礦用激光導航系統(tǒng)提供的數據來完成對巷道位置以及巷道坡度的判斷，也可以根據實際情況對巷道進行修正，從而保證巷道的實際坡度可以與設計坡度相吻合，提高巷道開挖的精確度。自動導向系統(tǒng)可以提高煤礦采掘的安全性和精確性，避免由于人為因素所造成的事故，提高了煤礦采掘工作的安全性和精確性[4]。

3.3.2 煤礦巷道的三維導航系統(tǒng)

在煤礦采掘過程中，將三維導航系統(tǒng)應用于煤礦采掘中，可以提高煤礦采掘的質量和效率。該系統(tǒng)可以對煤礦開采現(xiàn)場的相關信息以及地質結構進行信息處理和分析，從而實現(xiàn)對煤礦開采現(xiàn)場的準確定位。該系統(tǒng)還可以為工作人員提供巷道的相關信息，使工作人員不需要通過任何輔助工具就可以準確地找到自己需要去的地方。這樣不僅可以提高工作效率，還可以降低工作人員的安全風險。同時，三維導航系統(tǒng)應用還可以將井下的相關數據進行整合和處理，實現(xiàn)對井下實際情況的有效監(jiān)控和管理，從而提高煤礦采掘的質量和效率。

3.4 綜采工作面液壓支架的應用

綜采工作面的液壓支架是實現(xiàn)煤礦智能化開采的關鍵裝備。對于一些具有復雜地質條件的綜采工作面而言，其液壓支架在使用的過程中會受到很多因素的影響，在綜采工作面液壓支架使用的過程中需要結合實際情況來選擇合適的支架。目前我國比較常用的綜采工作面液壓支架是ZY 10000/25/45型掩護式液壓支架，這種支架在使用中具有比較好的適應性和可靠性，可以滿足對各種煤層厚度、地質構造以及頂底板情況等方面進行開采[5]，能夠提高煤礦生產效率和生產安全性。

4 結語

綜上所述，當前我國煤礦開采技術的創(chuàng)新不斷取得新進展，采煤機械的自動化和智能化水平持續(xù)提升，在提高工作效率和安全性能方面發(fā)揮了顯著作用，已成為煤礦生產的關鍵技術。然而，從當前實際情況看，采煤機械的自動化和智能化仍然存在一些問題，需要進一步改進和完善。企業(yè)需要認識到其重要性，基于當前的發(fā)展現(xiàn)狀，合理地應用相關技術，進而提升采掘機械的智能化與自動化水平，為我國煤炭行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供堅實的基礎。

參考文獻

[1]馬友夫.煤礦采掘機械自動化與智能化研究[J].中國機械，2023（30）：47-50.

[2]王清動，曹際亮，駱寶磊.機械自動化在煤礦采掘領域的實踐探究[J].自動化應用，2023，64（6）：16-18.

[3]楊逢春.機械自動化在煤礦采掘中的應用[J].能源與節(jié)能，2022（5）：165-166.

[4]吳珺.煤礦機械自動化的應用及發(fā)展趨勢分析[J].機械管理開發(fā)，2022，37（2）：292-295.

[5]樊夢瑩.煤礦采掘機械自動化和智能化應用研究[J].智能城市，2023，9（6）：120-122.