煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设探讨

翟召宁

（冀中能源股份有限公司东庞矿西庞井，河北 邢台 054200）

如今在进行煤矿井下作业时，所使用的挖掘设备已经逐渐趋向于智能化，原有的挖掘技术已无法满足现代生产的需求，必须对煤矿井下作业时所使用的设备进行改进与完善，才能够提高煤矿井下作业的工作效率，进一步保证煤矿安全、可持续发展。

1 煤矿井下综合机械化掘进系统智能化技术与配置标准

1.1 煤矿井下综合机械化掘进系统的智能化技术

在对综合机械化掘进系统进行智能化建设的过程中，需要多方面的技术与此相配，才能不断完善该系统。因此，对智能化技术进行分类有重要意义，下文从几个方面对智能化技术进行了逐一分析。

首先，煤矿井下综合机械化掘进系统中会使用单机智能控制技术，而该技术中主要包括无线通信系统、人机交互系统、无线遥感系统等等。在综合机械化掘进系统中使用单机智能控制技术可以使各个设备之间能够进行协同工作，而且该系统还可以事先对工作流程进行设定，从而使工作人员运用计算机就能够对各种设备进行控制。其次，煤矿井下综合机械化掘进系统中还会使用智能结构技术，该技术主要包括自动定位系统、自动截割技术等等。通过使用自动定位系统，可以对井下煤矿作业进行全方位的监控，也可以及时向工作人员发送工作指令，确保各个设备安全稳定运行的同时进一步强化煤矿井下挖掘工作的工作效率。而使用自动截割技术还可以利用该技术准确地获取截割滚筒的位置，并且利用该技术被截割滚筒的各种参数进行准确分析，最终实现自动截割。最后，煤矿井下综合机械化掘进系统中还会使用多机协同控制技术，该技术的运用能够对煤矿井下的运输系统进行共同控制，并且还能够使连采机、破碎机、梭车等设备都可以朝着智能化的方向发展。

1.2 煤矿井下综合机械化掘进系统的配置标准

煤矿井下作业最忌讳的就是盲目开，相关单位必须全面掌握煤矿的具体地质条件，并且还要配备先进的掘进设备和掘进技术，从而促进综合机械化掘进系统的进一步完善与升级，使该系统能够充分发挥应有的水平，确保煤矿井下作业的安全生产。在进行煤矿井下作业时，为了进一步保障掘进设备的安全性，必须提高相关设备协同工作的效率，那么就需要对综合机械化掘进系统进行合理配置。首先，相关单位必须确保自己所使用的掘进设备和掘进技术符合国家规定的标准；其次，公司所使用的掘进设备必须具有独立且完善的系统或体系，保证各个系统可以高效地进行协同作业，进一步促进挖掘作业的工作效率；最后，在进行煤矿井下作业时所使用的单机设备必须严格的规定其标准，确保协同作业的高效完成。

2 煤矿井下综合机械化掘进系统的分析

2.1 煤矿井下掘进作业的流程

首先，工作人员要展开破煤工作；其次对煤矿展开装载和运输；最后确保掘进设备安全的退出煤矿。在煤矿井下生产过程中，使用综合机械化掘进系统时主要运用液压传动方式，工作人员根据实际需求在工作时切割出一条满足煤矿开采的巷道，该工作结束以后工作人员借助机械化的掘进设备，将煤矿资源转移到掘进机内，通过运输皮带运输到矿井外面的空间。在使用综合机械化掘进系统完成工作以后，相关人员还要按照一定的要求和标准使机械设备能够安全稳定地退场。

2.2 掘进工艺

在煤矿井下作业过程中主要使用的掘进方式是钻孔爆破掘进工艺及综合机械化掘进工艺。其中钻孔爆破掘进技术是一项传统的工艺，与如今所使用的综合机械化掘进工艺相比，钻孔爆破掘进工艺对地质的要求不高，在很多不同的地质条件中都可以使用该项技术，但是钻孔爆破掘进工艺的机械化程度不高，而且操作起来非常复杂，还需要使用大量的劳动力，劳动强度较高，挖掘效率却极低。而综合机械化掘进技术作为一种新型的掘进工艺，在破煤、装煤、运煤、掘进都可以反复的使用该工艺，可以独立进行掘进工作，使整个煤下矿井作业保持持续性。由于综合机械化掘进工艺具有较高的优势，在如今的煤矿井下作业中，通常情况下都使用该工艺。不仅能够避免传统工艺所带来的不足，而且还能够有效强化掘进工作的效率。综合机械化掘进工艺在使用过程中由于机械性较高，在运用该工艺进行掘进时，也不会对环境周围的岩石产生震动，有效避免了掘进过程中突发岩石崩塌的现象。而且还可以运用该技术挖掘巷道，有效降低了挖掘成本。由于综合机械化掘进工艺有着非常强大的切割力度，很大程度上减少了掘进过程中对机械的磨损，有效延长了掘进设备的使用寿命。

3 煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设的具体措施

3.1 建设远程遥控系统

在煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设过程中，使其具备远程遥控器，可以确保在工作过程中实现数据输送的畅通性，对掘进设备可以进行远程遥控。进一步推动掘进设备，进行自动化截割工作。除此以外，远程遥控系统的构建还可以进一步明确掘进设备的位置，提升对掘进设备控制的精确度。

3.2 建设综合性的耦合系统

综合机械化掘进系统的机制非常复杂，如果在进行煤矿井下作业时，无法发挥综合机械化掘进系统的作用，那么就有可能为煤矿井下掘进工作带来严峻的挑战。因此，在进行综合机械化掘进系统智能化建设过程中，工作人员应该构建综合性的耦合系统，进一步确保掘进设备能够智能化运行。并且在掘进设备工作过程中，还能够利用已经构建好的耦合系统，对掘进目标进行优化，从而提出最佳的掘进参数，确保煤矿井下的掘进工作可以协调进行。

3.3 构建智能导航系统

第一，无源导航和有源导航。煤矿井下进行掘进工作时，对掘进设备进行导航，主要是以激光指引为主。在掘进机器中安装指引设备，让其发出激光，则机关就代表着巷道前进的方向。掘进设备中的工作人员可以根据自己的经验，将激光点放置在需要截割的位置上，从而帮助工作人员准确进行截割操作。这种导航方式就是无源导航，无法使掘进机自主进行截割操作。有源导航即是通过监控对掘进工作进行全面的监督与控制，使地面上的工作人员可以及时了解到煤矿井下的具体情况，在第一时间就能够发现其中存在的问题，从而采取针对性的策略予以解决。

第二，自主识别系统。如今煤矿井下可使用的掘进设备中一般都安装测量系统，那么掘进设备就会定期进行自我检测，确保测量出来的数据更加精确，同时掘进设备还会对测量结果进行诊断和传输，并且提出有效的维修信息。通过掘进设备中的测量系统可以识别导航系统的精度是否正常，导航系统的精度出现问题从而导致绝境面出现了超差现象。

第三，对多传感器接收信号进行科学的分析与合理使用。在对综合机械化掘进系统进行智能化建设的过程中，要以无源导航系统为方案，从而有效解决该系统配置颇为复杂的问题，使该系统具有更高的灵活性和可靠性。并且智能导航系统还可以加多传感信息融合进来，使其进行综合化应用，对掘进设备的位置进行准确全面的测量，进一步强化掘进设备操作时的灵活。

第四，实现多系统的协同掘进作业。煤矿井下作业时所使用的掘进设备具备很多子系统，并且这些子系统的任务繁多，但是协同度却非常高，保证技术人员可以按照已经设定好的操作环节进行破煤、装煤、运煤等操作，还可以充分展现掘进设备的施工特点。在掘进设备安装和支出环节过程中，非常容易出现运输伤害或者器械伤人事件，这就为掘进设备中的自主识别系统提出了非常高的挑战与任务。在煤矿井下作业时最重要的就是要提升掘进设备的工作效率，确保掘进设备能够安全快速地进行掘进操作。相关单位还应该引进新型的掘进装备技术，鼓励本单位的技术人员对掘进设备进行自主创新，最终实现煤矿井下作业的可持续发展。

第五，根据人工智能的引导，对掘进参数进行仔细的分析和合理的处置。在煤矿井下进行作业时，掘进设备要根据不同的地质条件，使用不同的载荷参数。并且掘进设备要按照掘进深度和需要挖掘的数据，构建岩巷掘进机状态，从而将掘进设备的映射关系反映出。工作人员还应该对掘进设备的各种参数理论进行着重分析，并且根据现有的参数计算方法，对掘进设备的各种参数进行优化和匹配，掘进设备在井下工作过程中遇到不良问题时，可以采取措施及时处理，进一步降低井下煤矿掘进作业时出现安全事故的风险。

第六，智能导航系统的优势。在综合机械化掘进系统智能化建设中，运用智能导航系统能够对截割头空间的位置进行准确检测，并且配合使用远程操控系统，对掘进设备进行精准的、数字化的控制。相关单位还应该根据煤矿井下的具体情况，对掘进设备的相关参数进行相应的调整与优化，从而提升掘进设备的工作效率，保证掘进工作在安全稳定的情况下进行。

4 煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设时需要注意的问题

通过上述分析，与传统的掘进技术相比，综合机械化掘进系统有着非常高的优势，能够与现代煤矿井下掘进需要相符，同时还可以有效降低劳动力成本，减少掘进工作时间。但是综合机械化掘进系统也有一些不足，那就是在使用掘进设备的过程中，非常容易受到一些客观因素的影响，导致在操作掘进设备时出现失误现象，威胁了施工人员的生命安全，而且还影响了煤矿井下掘进作业的效率。因此，在对综合机械化掘进系统进行智能化建设时，就必须对掘进设备工作时的安全问题进行高度重视，确保掘进设备在工作时尽可能不发生各种安全事故。相关单位还应该对技术人员做好培训、教育工作，提升技术人员的安全意识和专业技能。如果掘进设备在工作过程中发出了故障信号或者故障警示，相关工作人员必须第一时间远离现场，确保自身的安全。

除此以外，在对综合机械化掘进系统进行智能化建设时，还需要根据掘进设备自身的性能，进行合理科学的优化与完善。首先，在启动掘进设备时，工作人员能够按照相关的标准进行，使掘进设备始终处于稳定工作的状态之中。其次，在掘进设备工作过程中，相关单位还需要配备两名技术人员，这两个人要高度的配合与协调，共同操作掘进设备完成掘进工作。当然技术人员在发现掘进设备出现问题时，应第一时间停止操作掘进设备，并且停机检查，及时找到掘进设备出现故障的原因将其消除。

5 煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设的应用与展望

对煤矿井下综合机械化掘进系统进行智能化建设，能够使其高速有效地进行掘进工作。综合机械化掘进系统在工作时可以分为以下几个工序：支护、运输、掘进等等，工作人员必须利用先进的技术将这几个工序进行整合，有效处理在支护、运输、掘进过程中出现的问题，使掘进设备的各个系统可以实现一体化水平，进一步强化了掘进设备的工作效率。

如今，在进行综合机械化掘进系统智能化构建时，主要的发展趋势都集中在机器人领域内，即使掘进设备有机器人的各种功能和特点。为了更好地实现这一目标，就需要使掘进设备具备远程遥控、自动智能截割、远程监控等功能。远程遥控主要是指掘进设备具备胶带转载机、井下掘锚机等的功能，还应该配置除尘系统、通信系统以及供电系统，从而使掘进设备实现支护、运输、掘进一体化水平；自动智能截割则是指可以提升掘进设备位置检测的可靠度，并提高掘进设备的控制精度。而且自动智能截割还要使掘进设备，在进行截割操作时具备更高的可靠性，扩大了煤矿的开采效率，进一步提升了掘进设备的工作效果；远程监控则是希望提高洁净设备的可操作性和可控性，确保数据在运输过程中的通畅性。因此，在进行综合机械化掘进系统智能化构建时，要不断优化掘进设备的工艺，对掘进设备的工作速度和工作过程进行全方位的调控，进一步提升掘进工作的安全性和稳定性。

6 结束语

综上所述，对综合机械化掘进系统进行智能化构建，是现代科学技术高速发展所催生的，也是煤矿企业为了更好地迎合市场发展的需求。因此，煤矿行业应该根据具体的发展状况，选择科学、合理的技术对综合机械化掘进系统进行智能化建设，使掘进设备具备更加完善的功能，进一步提升掘进效果，保障掘进工作的顺利开展。