楊吉群

摘 要：本文首先闡述了地下采煤法和裝備發(fā)展中的應(yīng)用現(xiàn)狀，接著分析了地下采煤法與裝備的進展， 最后對地下采煤法及裝備的未來發(fā)展方向進行了探討。

關(guān)鍵詞：地下采煤法;現(xiàn)狀;發(fā)展

0 引言

地下采煤法開采裝備系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境相對惡劣，智能化技術(shù)的應(yīng)用可以有效改善當(dāng)前綜采工作面作業(yè)過程中的一系列問題，實現(xiàn)綜采工作面無人化生產(chǎn)，保證生產(chǎn)作業(yè)的安全性。因此，研究地下采煤法的智能化技術(shù)及裝備發(fā)展趨勢，對于煤礦開采與應(yīng)用工作具有至關(guān)重要的意義。

1 地下采煤法和裝備發(fā)展中的應(yīng)用現(xiàn)狀

地下采煤法的智能化關(guān)鍵技術(shù)是工作面自動取值技術(shù)，該技術(shù)可以保證在采煤推進的過程中，工作面能夠始終與巷道方向保持正交，避免出現(xiàn)刮板輸送機受力不均勻，內(nèi)部應(yīng)力過大的問題。智能化技術(shù)在工作面推進過程中可以利用地理信息系統(tǒng)對采煤機的實時位置和運動參數(shù)進行分析，有效調(diào)控采煤設(shè)備運動軌跡，避免采煤機出現(xiàn)偏離的情況。同時，地理信息系統(tǒng)還可以為采煤機進行導(dǎo)航，采煤機自動沿著導(dǎo)航的軌跡進行運作，不需要人力支持，極大地解放了人力。此外，利用智能化技術(shù)中的截隔模型進行數(shù)據(jù)傳輸，能夠有效實現(xiàn)“三機”聯(lián)動控制，保證采煤作業(yè)控制效果。

2 地下采煤法與裝備的進展

2.1 智能采煤設(shè)備

智能采煤設(shè)備可以根據(jù)實際采煤需求合理切換工作模式，通過傳感器收集采煤機及相應(yīng)支架的位置關(guān)系和工作狀況，從而預(yù)測采煤機的運行軌跡，更好地實現(xiàn)采煤設(shè)備與其他輔助機械的自動化作業(yè)。智能采煤設(shè)備中的監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時有效的反饋采煤機的具體工作信息，包括采煤機的作業(yè)狀態(tài)以及采煤機的位置。中心控制平臺根據(jù)實際工作需要給予采煤機滾筒升降的命令，實現(xiàn)采煤機的遠程控制，提高煤礦開采的安全性。

2.2 智能液壓支架

智能液壓機架解決了綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的問題，使電液控制系統(tǒng)能夠真正融入到液壓支架結(jié)構(gòu)中，將設(shè)備控制器、傳感器以及支架機械結(jié)構(gòu)有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)機電一體化，提高支架的自動化程度。將液壓支架遠程操控臺設(shè)置到監(jiān)控中心系統(tǒng)中，利用遠程控制臺對液壓支架的行為進行控制，提高采煤機的自動化水平，使液壓支架可以跟隨采煤機實現(xiàn)自動操控，減少了人力的干預(yù)。而且，通過智能平臺控制液壓支架的升降，可以滿足工作面三平兩直的要求，實現(xiàn)工作面支架的自動找直，保證支架的工作效果。

2.3 視頻監(jiān)控技術(shù)

利用視頻監(jiān)控技術(shù)，綜采工作面可以創(chuàng)造出三維的采煤環(huán)境，有效模擬工藝設(shè)備和采礦作業(yè)過程，操作人員可以通過該項技術(shù)直觀的獲得設(shè)備作業(yè)信息，實現(xiàn)人機互動，解決了以往工作面施工過程中的時間和空間的限制，可以在任意時刻進入系統(tǒng)模擬的任何區(qū)域。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠識別物體運動狀態(tài)、物體種類、相關(guān)設(shè)備信息，還可以模擬設(shè)備運行規(guī)律，確定空間狀態(tài)，構(gòu)建起一個與現(xiàn)實環(huán)境極為相似的虛擬空間，這樣可以為后續(xù)采煤作業(yè)施工提供更加系統(tǒng)全面的數(shù)據(jù)，包括設(shè)備動態(tài)顯示生產(chǎn)系統(tǒng)運行狀況以及設(shè)備運行參數(shù)等，從而能夠達到生產(chǎn)流程優(yōu)化的目的。

3 地下采煤法及裝備的未來發(fā)展方向

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是光電子技術(shù)的發(fā)展，綜采工作面智能化水平也得到了進一步的提升，未來整個煤礦綜采工作自動化水平會呈現(xiàn)高度發(fā)展的態(tài)勢。首先，在放煤工作中，采取相關(guān)識別控制算法得到放煤模型，可以實現(xiàn)自動化的放煤，減輕工作人員的壓力。其次，可以通過無線電波和紅外線等技術(shù)，不斷開發(fā)新型高分辨率的傳感器，使煤巖界面識別更加精準，有利于滾筒自動調(diào)高控制功能的實現(xiàn)。根據(jù)煤礦實際開采的需要開發(fā)組合式調(diào)高技術(shù)，將雷達探測技術(shù)應(yīng)用于調(diào)高系統(tǒng)當(dāng)中，可以更好地實現(xiàn)工作面高度的自我調(diào)整和自動檢測。

綜采工作面和巷道分布著大量的設(shè)備，比如液壓支架，而且工作面和巷道本身都是狹長型的，導(dǎo)致測量定位技術(shù)存在一定的困難，影響工作面設(shè)備可視化測量進展，在進行煤礦開采過程中，應(yīng)考慮到采煤機截割導(dǎo)致的煤塵對實際測量結(jié)果的干擾，無法采取常規(guī)的激光定位技術(shù)，需要結(jié)合設(shè)備本身情況合理調(diào)整設(shè)備的定位精度，打破常規(guī)的單純檢測工作面直線的傳統(tǒng)思維，使用多種機械設(shè)備組合的手段，提高檢測效率和檢測質(zhì)量，控制好相鄰液壓支架與相鄰刮板輸送機之間的相對位置，使工作面在推進過程中不斷趨于直線，實現(xiàn)工作面調(diào)直的目標。

工作面的液壓支架在智能技術(shù)的控制下，可以有效連續(xù)執(zhí)行單項操作功能或自動化功能，但從實際應(yīng)用情況來看，由于頂?shù)装逅幍墓ぷ鳝h(huán)境比較復(fù)雜，導(dǎo)致支架效果并不理想，嚴重影響施工進度。因此，要不斷加強設(shè)備的自動化水平，實現(xiàn)設(shè)備操作過程中及時的調(diào)整和修正，避免采煤機的切割效果以及刮板輸送機的使用效率受到影響，在無人干預(yù)的情況下，實現(xiàn)刮板輸送機和液壓支架的自動調(diào)值，確保刮板輸送機和液壓支架能夠排列整齊，實現(xiàn)工作面的連續(xù)推進。

目前，我國地下采煤法應(yīng)用過程中普遍存在綜采工作面上竄下滑問題，工作面不能實現(xiàn)自動找直問題，自動化水平低下以及缺乏統(tǒng)一的通信平臺等問題。因此，要想真正實現(xiàn)煤炭綜采工作面的智能化控制，還需要突破關(guān)鍵技術(shù)，加強高新技術(shù)的研究與開發(fā)。在未來，多傳感器的融合技術(shù)會被廣泛應(yīng)用，軟件開采系統(tǒng)也會更加完善，系統(tǒng)之間信息共享也會更加穩(wěn)定，從而能夠更有利于設(shè)備的控制與傳輸，實現(xiàn)現(xiàn)代化的綜采，保證煤礦的開采效率和經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，地下采煤法智能化水平不斷提升，極大地提高了煤礦開采效率，保證煤礦開采的安全性和可靠性。本文主要針對地下采煤法智能化技術(shù)及裝備發(fā)展的現(xiàn)狀進行研究，指出未來地下采煤法智能化技術(shù)和裝備的發(fā)展方向，希望能夠進一步深化信息技術(shù)在煤礦開采過程中的運用，全面提升煤礦生產(chǎn)水平，保證煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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