论文部分内容阅读
摘要：随着煤炭市场的竞争不断加剧，各煤炭生产企业不断对综采技术方案进行升级，以提升井下综采作业效率和自动化程度。但由于煤矿井下地质环境复杂、作业环境恶劣，在综采作业过程中的远程监测均是通过各类传感器进行，直观性差、无法准确判断传感器的工作状态是否完好，而且对液压支架支护状态的监测准确性差，无法及时对支架的支护姿态进行判断和调整，导致采煤机综采作业过程中经常和液压支架出现片帮异常，给井下的综采作业效率和综采作业安全带来了严重的隐患。因此需要在井下配备专业的人员对各类传感器的运行状态和液压支架的支护状态进行判断和调整，确保综采作业的连续性强，危险性低。
关键词：数字信息化;自动化;智能采矿技术;地下矿山
引言
随着我国经济发展方式的转变，煤炭行业也由粗放的生产方式向集约化、智能化方向转型，智能化开采成为煤炭安全高效开采的必然趋势。目前，国内许多煤矿在较薄煤层、中厚煤层顺利实现了工作面智能化开采，综放工作面智能化开采技术尚处于不断探索和研究阶段，尚未取得实质性突破，无法达到智能综放的常态化应用。
1综采自动化采煤技术概述
在综采自动化技术应用过程中，要保证相关技术应用的效果充分发挥，降低技术应用所受到的环境影响和干扰，那么就必须要对各项机械设备的性能以及用途等有深入的了解，设备在正式投入使用之前，必须要做好设备检测工作，保证所有设备没有任何质量方面的问题。同时，为了保证相关技术有效的发挥作用，可以尝试将计算机技术融入到设备之中，强化设备控制，做好数据分析处理工作，及时的解决设备应用中存在的一系列缺陷与不足。实际采煤过程中，煤矿环境各不相同，采煤工作面可能存在有大量的断层，其对于采煤工作面运行的影响并不是很大。在采煤工作面生产期间，为了保证生产的安全性，必须要高度关注工作面的水文地质情况，尤其是对于含水层的状况，否则的话综采自动化智能无人化技术的应用就将会受到影响和干扰。在煤矿开采期间，受到储煤结构的影响，含水层通常在煤层上面，当采煤工作面生产出现问题时，可能就会出现涌水的现象，涌水如果没有得到有效的控制，那么就将会对煤矿工人所使用的机械设备产生严重影响，煤矿工人的安全也无法得到有效的保证，企业因此遭受了巨大经济损失。
2当前智能化技术存在的问题
目前综采工作面还处于智能化工作面初级阶段，虽然能够有效地提高煤炭的开采效率，降低人员投入，实现对煤炭开采全过程的监控，但仍然存在以下技术问题：（1）由于煤岩识别技术不完善，当工作面遇到坚硬夹矸时，采煤机不能自动动作以避开夹矸;同时由于煤岩识别技术不完善，导致目前市场上没有稳定可靠的自动放煤技术。（2）工作面液压支架自动找直技术存在滞后性。目前市场上的自动找直技术基本都依赖于惯性导航系统对采煤机运行轨迹的描绘，在信息反馈上存在一定的滞后性。（3）自动化系统维修费用较高。虽然自动化工作面在运行初期优势较为突出，但是后期自动化备件的采购费用以及维修费用较高，会增加采煤成本（4）围岩自适应支护技术尚不完善。围岩支护状态事关智能化采煤的安全性，虽然目前支架动作实现了自动化控制，但支护状态调节还主要依靠人工来完成，无法满足采煤作业智能高效推进的要求。
3数字信息化及自动化智能采矿技术在地下矿山的应用与发展
3.1四维地理信息保障技术
准确探查煤层赋存地质条件是实现煤炭资源安全、高效、绿色、智能开采的基础和前提，龙王沟煤矿采用蓝光地测地理信息系统搭建了煤层三维可视化、智能化的地质信息服务与地质信息响应平台，为61605工作面智能化开采提供了技术支撑。
3.2智能远距离供液技术
乳化液泵站是液压支架的动力源，须满足快速跟随降架、移架、升架控制所需的流量动态变化并维持恒定压力，以保证液压支架动作时间能跟上采煤机割煤速度。61605工作面集中供液泵站距离工作面顺槽750m，实现了电磁卸载自动控制、泵站智能控制、变频驱动、多级过滤、乳化液自动配比、状态在线监测等功能，通过集控主机与工作面综合自动化系统进行双向通信。
3.3远程集中控制技术
通过无线通信与光纤通信联合组网，使采煤机、液压支架群组、刮板输送机组的运行状态信息互联互通，形成了包含地面监控中心、顺槽监控中心、工作面工业以太网、工作面设备监控系统的物联网[1]。
3.4监控通信技术
监控通信技术所涵盖的内容十分广泛，其是一项系统化的技术，应用监控通信技术的主要目的就是为了保证煤矿开采的安全性以及质量。因为，随着我国煤矿开采深度的加深，开采量的增加，应用于煤矿生产的各项工艺也变得更加复杂，开采期间所应用到的设备呈现出多样化的特征。为了更好的保证采煤机高效应用，减少设备运行期间出现的种种故障，监控通信技术的应用就显得极为有必要了。在滚筒采煤机中要想有效的发挥监控通信技术的优势作用，就必须要保证通信回路的正常、高效、稳定运行，否则的话，监控信号难以顺利传输，采煤机的运行质量效果也将会受到影响和干扰，设备安全性难以得到有效的保障。当前，随着采煤机自动化与智能化技术不断创新发展，滚筒采煤机在各种类型的煤层中均有着比较广泛的应用。实际上要想使得监控通信技术有效发挥作用与价值，必须要在采煤机上安装多种具有多种通信通讯功能的设备、传感器等多种装置[2]。
3.5井上、井下的双向高速通讯技术
在进行采煤的过程中要保证矿井中的通信环境，因此在进行技术改进和更新的过程中要做好信息传输的工作，其中主要包含各类指标数据、实地工况等等，同时还要完成井上和井下信息的双向传递，在这个过程中需要运用到双向高速通讯技术[3]。
3.6采礦工艺智能化技术
采煤工艺智能化技术属于采煤工作中运用到的高度智能化技术，也是无人工作面采煤机的核心所在。为了保证采煤过程的智能化和自动化程度，需要保证整个采煤过程中设备和作业流程的协调性和一致性，只有这样才能保证采煤机智能控制系统更好发挥其在保证采煤效率和质量方面的重要地位和作用。其中在工艺智能化方面要积极开展采矿工艺智能化技术的研究，以及更好实现其运用和推广[4]。
结束语
通过目前应用过程中存在的问题分析，结合数字化发展趋势，从技术层面对智能化工作面建设、应用进行总结、对技术突破点进行思考，努力建立更加完善的煤矿智能化开采技术架构，不断创新煤矿开采施工工艺，有效管理煤矿智能化开采技术装备，形成多元化地质灾害耦合叠加的实用型智能化开采体系，相关部门要加强对于煤炭智能化技术的研究开发和投入力度，使之更好地应用于煤矿开采工作中，促进综合竞争力的提升，实现煤矿开采朝着智能化、无人化、绿色环保化方向可持续发展[5]。
参考文献
[1]高有进，杨艺，常亚军，张幸福，李国威，连东辉，崔科飞，武学艺，魏宗杰.综采工作面智能化关键技术现状与展望[J].煤炭科学技术，2021，49（08）：1-22.
[2]苟科学，刘阳.智能化综放工作面无人开采技术在彬长矿区应用与思考[J].陕西煤炭，2021，40（S1）：177-179+187.
[3]常裕广.采煤机智能控制关键技术质量研究[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（14）：170-171.
[4]何龙，佟灵茹，甄世婵，杨娇.自走式露天采煤机器人的设计[J].煤矿机械，2021，42（08）：25-28.
[5]代业滨.矿山设备运维的智能化搭建[J].设备管理与维修，2021（14）：7-8.
关键词：数字信息化;自动化;智能采矿技术;地下矿山
引言
随着我国经济发展方式的转变，煤炭行业也由粗放的生产方式向集约化、智能化方向转型，智能化开采成为煤炭安全高效开采的必然趋势。目前，国内许多煤矿在较薄煤层、中厚煤层顺利实现了工作面智能化开采，综放工作面智能化开采技术尚处于不断探索和研究阶段，尚未取得实质性突破，无法达到智能综放的常态化应用。
1综采自动化采煤技术概述
在综采自动化技术应用过程中，要保证相关技术应用的效果充分发挥，降低技术应用所受到的环境影响和干扰，那么就必须要对各项机械设备的性能以及用途等有深入的了解，设备在正式投入使用之前，必须要做好设备检测工作，保证所有设备没有任何质量方面的问题。同时，为了保证相关技术有效的发挥作用，可以尝试将计算机技术融入到设备之中，强化设备控制，做好数据分析处理工作，及时的解决设备应用中存在的一系列缺陷与不足。实际采煤过程中，煤矿环境各不相同，采煤工作面可能存在有大量的断层，其对于采煤工作面运行的影响并不是很大。在采煤工作面生产期间，为了保证生产的安全性，必须要高度关注工作面的水文地质情况，尤其是对于含水层的状况，否则的话综采自动化智能无人化技术的应用就将会受到影响和干扰。在煤矿开采期间，受到储煤结构的影响，含水层通常在煤层上面，当采煤工作面生产出现问题时，可能就会出现涌水的现象，涌水如果没有得到有效的控制，那么就将会对煤矿工人所使用的机械设备产生严重影响，煤矿工人的安全也无法得到有效的保证，企业因此遭受了巨大经济损失。
2当前智能化技术存在的问题
目前综采工作面还处于智能化工作面初级阶段，虽然能够有效地提高煤炭的开采效率，降低人员投入，实现对煤炭开采全过程的监控，但仍然存在以下技术问题：（1）由于煤岩识别技术不完善，当工作面遇到坚硬夹矸时，采煤机不能自动动作以避开夹矸;同时由于煤岩识别技术不完善，导致目前市场上没有稳定可靠的自动放煤技术。（2）工作面液压支架自动找直技术存在滞后性。目前市场上的自动找直技术基本都依赖于惯性导航系统对采煤机运行轨迹的描绘，在信息反馈上存在一定的滞后性。（3）自动化系统维修费用较高。虽然自动化工作面在运行初期优势较为突出，但是后期自动化备件的采购费用以及维修费用较高，会增加采煤成本（4）围岩自适应支护技术尚不完善。围岩支护状态事关智能化采煤的安全性，虽然目前支架动作实现了自动化控制，但支护状态调节还主要依靠人工来完成，无法满足采煤作业智能高效推进的要求。
3数字信息化及自动化智能采矿技术在地下矿山的应用与发展
3.1四维地理信息保障技术
准确探查煤层赋存地质条件是实现煤炭资源安全、高效、绿色、智能开采的基础和前提，龙王沟煤矿采用蓝光地测地理信息系统搭建了煤层三维可视化、智能化的地质信息服务与地质信息响应平台，为61605工作面智能化开采提供了技术支撑。
3.2智能远距离供液技术
乳化液泵站是液压支架的动力源，须满足快速跟随降架、移架、升架控制所需的流量动态变化并维持恒定压力，以保证液压支架动作时间能跟上采煤机割煤速度。61605工作面集中供液泵站距离工作面顺槽750m，实现了电磁卸载自动控制、泵站智能控制、变频驱动、多级过滤、乳化液自动配比、状态在线监测等功能，通过集控主机与工作面综合自动化系统进行双向通信。
3.3远程集中控制技术
通过无线通信与光纤通信联合组网，使采煤机、液压支架群组、刮板输送机组的运行状态信息互联互通，形成了包含地面监控中心、顺槽监控中心、工作面工业以太网、工作面设备监控系统的物联网[1]。
3.4监控通信技术
监控通信技术所涵盖的内容十分广泛，其是一项系统化的技术，应用监控通信技术的主要目的就是为了保证煤矿开采的安全性以及质量。因为，随着我国煤矿开采深度的加深，开采量的增加，应用于煤矿生产的各项工艺也变得更加复杂，开采期间所应用到的设备呈现出多样化的特征。为了更好的保证采煤机高效应用，减少设备运行期间出现的种种故障，监控通信技术的应用就显得极为有必要了。在滚筒采煤机中要想有效的发挥监控通信技术的优势作用，就必须要保证通信回路的正常、高效、稳定运行，否则的话，监控信号难以顺利传输，采煤机的运行质量效果也将会受到影响和干扰，设备安全性难以得到有效的保障。当前，随着采煤机自动化与智能化技术不断创新发展，滚筒采煤机在各种类型的煤层中均有着比较广泛的应用。实际上要想使得监控通信技术有效发挥作用与价值，必须要在采煤机上安装多种具有多种通信通讯功能的设备、传感器等多种装置[2]。
3.5井上、井下的双向高速通讯技术
在进行采煤的过程中要保证矿井中的通信环境，因此在进行技术改进和更新的过程中要做好信息传输的工作，其中主要包含各类指标数据、实地工况等等，同时还要完成井上和井下信息的双向传递，在这个过程中需要运用到双向高速通讯技术[3]。
3.6采礦工艺智能化技术
采煤工艺智能化技术属于采煤工作中运用到的高度智能化技术，也是无人工作面采煤机的核心所在。为了保证采煤过程的智能化和自动化程度，需要保证整个采煤过程中设备和作业流程的协调性和一致性，只有这样才能保证采煤机智能控制系统更好发挥其在保证采煤效率和质量方面的重要地位和作用。其中在工艺智能化方面要积极开展采矿工艺智能化技术的研究，以及更好实现其运用和推广[4]。
结束语
通过目前应用过程中存在的问题分析，结合数字化发展趋势，从技术层面对智能化工作面建设、应用进行总结、对技术突破点进行思考，努力建立更加完善的煤矿智能化开采技术架构，不断创新煤矿开采施工工艺，有效管理煤矿智能化开采技术装备，形成多元化地质灾害耦合叠加的实用型智能化开采体系，相关部门要加强对于煤炭智能化技术的研究开发和投入力度，使之更好地应用于煤矿开采工作中，促进综合竞争力的提升，实现煤矿开采朝着智能化、无人化、绿色环保化方向可持续发展[5]。
参考文献
[1]高有进，杨艺，常亚军，张幸福，李国威，连东辉，崔科飞，武学艺，魏宗杰.综采工作面智能化关键技术现状与展望[J].煤炭科学技术，2021，49（08）：1-22.
[2]苟科学，刘阳.智能化综放工作面无人开采技术在彬长矿区应用与思考[J].陕西煤炭，2021，40（S1）：177-179+187.
[3]常裕广.采煤机智能控制关键技术质量研究[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（14）：170-171.
[4]何龙，佟灵茹，甄世婵，杨娇.自走式露天采煤机器人的设计[J].煤矿机械，2021，42（08）：25-28.
[5]代业滨.矿山设备运维的智能化搭建[J].设备管理与维修，2021（14）：7-8.