煤炭智能化开采模式和关键技术分析

煤炭智能化开采模式和关键技术分析

杭万强

乌苏四棵树煤炭有限责任公司 新疆乌苏市 833000

摘要：随着社会的不断进步，我国各个行业都有了突飞猛进的发展，同时环境污染和资源浪费情况也越来越严重，这种情况的长期存在会给我国经济发展带来极为严重的影响，因此，为了对这种情况进行改善，我国的发展理念向着环保、绿色进步。提升煤矿开采技术能有效提高煤矿开采效率和质量，对煤矿行业的发展有着极大的促进作用，在我国当前的煤矿行业发展中，对于智能化开采模式和技术已经有了较多的应用，本文主要对煤矿智能化开采模式和关键技术进行分析和研究。

关键词：煤炭；智能化开采；关键技术

引言：

随着全球能源需求的不断增长和能源结构调整的深入推进，煤炭资源依然是全球最主要的能源之一。但传统的煤炭开采方式存在许多问题，如低效率、高能耗、高污染等，严重制约着煤炭产业的可持续发展。为此，煤炭智能化开采模式和关键技术的研究和应用，已成为当前煤炭产业转型升级的重要方向之一。

1煤炭智能化开采的概述和开采模式分类

1.1智能化开采的概念解析

我国当前处于智能化和信息化发展阶段，随着智能化技术的进步，在煤矿行业中的智能化技术应用也变得越来越多。煤矿行业的技术人员针对煤矿行业智能化技术的应用提出了多种概念，主要有数字化信息化技术、无人和少人化技术。这些技术的使用方式不同，但都对煤矿开采工作有着一定的帮助。

1.1.1数字化信息化技术

数字化和信息化技术是对设备数据信息进行处理的一种技术。在我国当前所用的智能化设备中，数字化信息化技术是必备的。数字化信息化技术也可以作为煤炭开采工程中所用设备先进程度的指标，当煤炭开采工程所用设备的信息化和数字化技术水平越高，则该设备所具备的智能化程度越高。虽然数字化和信息化技术可以衡量开采设备的先进程度，但不能对该设备开采过程中的控制技术水平高低进行判断。

1.1.2无人化和少人化技术

无人化和少人化技术简单来说就是在进行煤炭开采工作时没有工人或者少数人操作，即可使开采工作正常进行的一种技术，主要是以减少人工操作为目的。由于在进行煤炭开采工作时采用无人和少人进行工作，所以为了保障煤炭开采的有效性、安全性和质量，必须严格的按照相关要求对该技术进行应用和提升，防止煤炭开采工作中安全事故的发生。我国当前所有的智能化、机械化、自动化技术，最终都是以无人化为目标，所以说无人化技术包括所有的以无人服务为目标的技术。

1.2对智能化开采模式进行分类解析

通过对煤炭开采工程中所有的智能化技术进行分析得知，可以根据智能化采煤技术的应用程度对我国当前技术发展水平进行分析，而智能化开采技术的发展目标是实现煤炭开采过程的无人化和少人化操作。而采用智能开采技术的煤炭开采模式主要有两种，第一种为智能自适应开采技术模式，第二种为工作面自动化+可视化远程干预半智能开采技术模式，这两种技术模式都能在有效提升煤炭开采安全性的基础上实现煤炭开采工程中无人化和少人化操作目标。虽然这两种技术模式都能有效的实现煤炭开采中的无人化和少人化操作，但所用的技术是不同的，其中用到的关键技术都是以综采成套装备为载体进行。在智能自适应开采技术模式中，所用到的主要技术有自动调度控制技术、自适应调高技术、直线度控制技术和水平控制技术等。在第二种开采模式中主要用到的技术为远程实时操作技术、人工调度控制技术和现场场景远程呈现技术等，这两种技术模式都具有综合自动化技术的特点。

2煤炭智能化开采关键技术

2.1直线调度和水平控制技术

直线调度技术主要是在工作面连续进行推进的过程中，保障综采装备可以一直处于直线状态，防止在推进的过程中设备中各种部件产生混乱挤压，避免设备推进过程中的弯曲和设备损坏问题。我国常用的直线调度方法有三种：第一是利用激光定标建立二维坐标系，再通过拍摄的影像来对图像标准位置进行对比，确定所要调整的偏移量；第二是通过一个固定的参照点和在液压支架上安装激光测距仪减少误差积累；第三是在相邻的液压支架上安装传感器。在使用智能自适应开采技术模式进行煤炭开采工作时，一般都会先绘制三维地质模型，通过三维地质模型可以清晰地反映出煤层的起伏和断层等地质情况，而水平控制技术就是通过三维地质模型来实现的。

2.2自适应调高技术

自适应调高技术主要是指根据煤层的特点和采煤条件，对采煤机的高度进行智能化调节，以达到最优的采煤效果和安全性。自适应调高技术主要包括以下方面：第一，煤层信息采集。利用现代化的传感器和采集设备对煤层进行信息采集，包括煤层厚度、倾角、硬度等参数，为采煤机的自适应调高提供数据支持。第二，自适应控制算法。根据煤层信息采集的数据和采煤机的实时工作状态，利用现代化的自适应控制算法，对采煤机的高度进行智能化调节，实现最优的采煤效果和安全性。第三，机器视觉技术。采用机器视觉技术对采煤机和工作面进行实时监测和分析，及时调整采煤机的高度，以保证采煤机在煤层上的精准定位和稳定运行。

2.3自动调度控制技术

自动调度控制技术简单来说就是对生产需求进行控制的模式，所以可以称自动调度控制技术为按需生产模式。在用设备进行开采煤炭时，自动调度控制技术主要起到的作用就是对采煤速度和推进速度按照生产煤炭需求量进行控制。由于这种技术还处于研究发展中，所以在实际的煤炭开采中并没有得到较大的应用，只有部分技术已经应用在了煤炭开采中。

3工作面自动化+可视化远程干预智能开采技术模式

3.1远程实时操作技术

远程实时操作主要是以液压支架和采煤模型为依据，保障远程干预操作的准确和快速。为了增强远程实时操作的可行性，还需要建立综采工作面的现场总线深度和工业以太网深度融合的网络传输系统，该系统能有效提升远程干预的实时性。对远程实时操作进行监控.需要研发软件来对平台进行控制。

3.2现场远景远程呈现技术

现场远景远程呈现技术是在远程操作台上以画面的形式呈现开采工作面的整个状态，操作人员只需要远程进行观察，对设备运行状态进行控制即可。这种技术主要包括的内容是对现场场景的感知和捕捉，以及实时性的对捕捉画面进行处理、拼接和呈现。

3.2人工调度控制技术

人工调度控制技术主要是指利用计算机和网络技术，对煤炭采掘、运输等环节进行智能化管理和控制，实现人工调度和自动控制相结合的煤炭采掘过程。人工调度控制技术主要包括以下方面：第一，信息采集和处理。通过传感器、监测设备等，对煤炭采掘过程中的各个环节进行信息采集和处理，包括煤层信息、设备运行状态、作业效率等方面。第二，决策与调度算法。通过对采煤、运输等环节的信息进行分析和处理，利用现代化的决策与调度算法，制定最优化的作业方案，并将调度指令发送到控制系统。第三，实时监测与控制。通过实时监测和控制系统，对采煤、运输等环节进行实时监测和控制，及时调整作业方案，以保证煤炭采掘过程的高效化和安全性。

结语：总之，对煤炭智能化开采模式及其关键技术分析，能够促进企业对煤炭智能化开采的主要模式及其关键技术进行全面、准确的把握和认识，促进先进技术在煤炭行业开采生产中的合理应用，从而推动我国煤炭行业开采生产的质量和效益提升，并实现煤矿开采与生产的安全保障，具有十分积极的作用和意义。

参考文献：

[1]赵刚.煤炭智能化开采模式和关键技术分析[J].矿业装备,2022(3):44-45.

[2]武文杰.煤炭智能化开采模式和关键技术分析[J].矿业装备,2022(5):68-69.

[3]王永亮.煤炭智能化开采模式和关键技术研究[J].内蒙古煤炭经济,2020(14):56-57.