煤矿综采工作面智能化技术及装备发展研究

田虎 王成霞

摘 要：本文分析了综采工作面智能化水平的发展水平和存在的问题。机械化开采面临很多问题，我们需要找到问题并且不断改进我们都技术，智能技术与设备技术是解决机械化采煤机的重要措施，其包括刮板输送机直线度的测量及控制技术开发与支持过程的视频、三维交互式多窗口系统开发。

关键词：综采工作面；智能化；装备；无人化

1、前言

开发无人勘探目标的智能技术和设备对我国煤矿行业的发展具有重要意义。机械化采矿设备技术经历了机械化、自动化、网络化、智能化无人驾驶阶段的发展。目前，机械采煤工作面设备和技术条件都已具备，未来将面临丰富的机械化采煤，在现代化机械化采煤生产中更加智能化是时代的标志。

2、发展现状

煤矿的外国制造商、科研院所和煤矿有好几年的勘探和研究智能控制技术的经验，基本实现了完全机械化，自动检测刀具的位置，救灾物资和输送机通信网络等等一些关键技术取得了一系列的成果。它主要包括使用陀螺仪检测采煤机的位置，检测完全机械化采矿设备的工作条件。其中，澳大利亚联邦科学与工业研究组织利用惯性导航系统技术，在三维空间中确定顺舵面，以获得对端面水平的適当控制和监测。该系统在澳大利亚约60%的综采作业中得到了应用和安装，取得了一定的效果。基于割草机滚筒的全智能检索系统在其他国家还没有投入使用，也就是说，所有的设备都是自动的，没有人使用。

该技术装备已实现了全国综采行业“一键式启停”设备到三机、液压支架电液自动采煤技术。井筒上下高速光纤网络与综采工作面相连，为实现综采智能自动化创造了必要条件。目前，三机设备齐全。综采对工作面建立了集中监控，对液压介质顺槽机、输送机等主要设备进行集中控制，并对综采设备运行情况进行了比较。因此，有必要改进对机械、煤矿、液压支架、传送带等综采设备进行数据采集，以及对三机通讯网络的数据采集。该视频系统实现了对综采工作面远距离的自动控制[2]。

3、综采工作面智能化技术与装备的进展

综采工作面自动控制是综采设备定位的一项重要技术，综采设备可以实现安全感知、工作面正确性控制、线路检测等关键技术。

为了实现综采工作面智能控制，有必要研制一种具有高智能化的综采设备。许多国内外矿山设备制造商已多年生产。在技术创新方面，综合矿山设备与智能化之间还存在较大差距。因此，有必要开发新设备或对原有设备进行改造，增加原有设备的智能化功能。研究关键技术设备的集中控制和远程学习平台，为了解决这一问题的分散控制在低水平、低效率的系统控制设备、环境监测、集成系统的缺陷等等，需要寻找一个集中器远程控制智能和自动化。

（1）液压支架智能。目前，液压支架电液控制系统被添加到介质的机械化生产中，并没有真正集成到液压介质的结构中。未来的媒体产品在设计液压支架时应考虑电液控制系统。控制器与支架机械结构的有机结合，是机电一体化的有效支撑产品，降低了成本，提高了自动化支撑。

在中控台中，配置了液压支架遥控器，以计算机控制电液界面的主界面和工作面的视频作为辅助手段。液压介质的远程控制是在离支架一定距离的情况下，借助控制台进行的。随着液压支架电液综采工作面系统的普及，该支架对后续的顺槽机进行了自动监测。因此，本文的远程控制采用顺式液压自动控制和手动控制相结合的方式。然而，当液压介质自动下降和下降时，可能有必要使工作表面不平整，并“三线直下”。为了实现工件表面的自动调整，还需要确定基板在工件表面上的相对位置。工业的技术想法是使用技术视野，确定相对位移的实时支持，根据系统实时控制表面的工作，实现的一致性的支持工作表面的要求。

（2）智能开采机。根据采煤过程、采煤机的要求，智能可定义不同的操作方式，并与载体、输送机等设备进行协调控制。采集了顺式变速器传感器技术，通过检测工作姿态，计算顺式变速器的位置关系，预测了顺式变速器的运动轨迹，实现了顺式变速器与其它设备的协调。智能采煤机可以实现对煤岩的切割和自动检测存储限制的功能。结合采煤过程，满足从动件操作、楔块切割和倾斜的功能要求，是整个工作区的重要设备。

智能控制器在两边都有发送和接受装置，控制器通过通信总线与控制器通信，将数据信号传输到控制器的远程控制端，进行通信，以确保系统的实时化和智能化。

（3）输送带智能。为了有效地运输煤炭，需要对刮板输送机的正确性进行检测，对顺槽支架的平整度要求进行一定程度的检测，并实时检测和控制与支架的相互作用及相对位置。为了防止上颚不打滑，有必要对输送机的自定位进行研究。这些功能的实现有赖于智能控制机械的发展。

4、存在的主要问题

（1）缺乏统一的通信平台，高速以太网在综采地区建成并投入使用，但其中大部分仅用于传输视频信息，数据量大，系统信息不共享。

（2）工作面不可自动恢复。国外利用导航技术和lasc技术对综采工作面实现了水平工作面设备的自动调节和控制功能，并取得了一定的效果。测量技术是基于相对位移和转速的，测量精度不能满足自动化的要求。精密调平技术还在研究和探索中，尚未通过实验。

（3）综采工作面存在沉降问题。由于地质环境的变化，煤层综采开采面临的输送机践踏沿着前面的工作，或导致改变距离，导致刮刀和传送机之间的重叠，导致煤的低压，从而产生一些问题，例如清除煤或安全不足会严重影响安全生产的完全机械化开采，有必要通过自动检测机器的位置信息传输和使用伪旋转的技术来解决这个问题。

（4）矿山全自动化成套技术。该煤矿生产设备，可以监控所有前方和计算机集中控制和协调的道路设备，如机械、液压采煤和支护等需要进一步完善。

5、结束语

随着煤炭工业产业化和信息技术深度融合，加快煤矿建设，实现智能化，促进煤炭科技创新和发展，实现人才和技术的转化。以高水平的相关工作为发展高端装备铺平道路，迎来黄金时代。因此，采矿设备的发展，将对煤矿行业产生非常大的影响，通过机械自动化能够实现煤矿开采的智能化，从而减少了人力资源的使用，促进了我国该项技术的发展。

参考文献

[1] 宋单阳，宋建成，田慕琴，等. 煤矿综采工作面液压支架电液控制技术的发展及应用[J]. 太原理工大学学报，2018，49（2）.