采煤自動化和智能化開采技術的應用

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摘要：從了解東峰煤礦基本情況和煤礦采煤技術需遵循的原則入手，結合自動化技術和智能化技術的具體應用及優勢來探討發展趨勢，致力于更好地推進技術升級并提高采煤效率。

關鍵詞：自動化；智能化；開采技術；東峰煤礦；應用；發展

0引言

山西蘭花集團東峰煤礦有限公司（以下簡稱東峰煤礦）在發展過程中，根據采煤作業的具體情況及安全生產要求，積極開展自動化生產和智能化建設，切實提高采煤效率，通過發揮相關技術的支撐作用來緩解在采煤過程中存在的規范性問題和安全性問題，從而加快技術革新進程并推動能源領域發展。

1東峰煤礦基本情況及采煤技術需遵循的原則

1.1東峰煤礦基本情況東峰煤礦位于山西省高平市原村鄉境內，工業場地距高平市區約15km，隸屬于山西蘭花煤炭實業集團有限公司，地理坐標為東經112°44′01″-112°47′07″，北緯35°45′00″-35°48′04″。東峰煤礦為山西蘭花煤炭實業集團有限公司核心礦井之一，礦井3號煤層現保有儲量大、煤層賦存穩定、地質構造簡單等特點。礦方為減少工作面人員配置、提高工作面開采效率、降低回采工作面安全隱患，近年來逐步推進礦井3號煤層3202工作面智能化建設工作。

1.2采煤技術需遵循的原則在當前競爭越來越激烈的市場環境下，煤礦企業需要提高對采煤技術的優化重視程度，積極推廣應用新開采技術來實現發展目標，同時需要明確新時代發展需求，做好對技術應用的分析工作。從這一角度講，在煤礦采煤技術方面，需要遵循創新性原則：第一，需要應用現代化技術和高效設備來充分滿足當前各領域對能源資源的需求。第二，在提高機械化水平的過程中，加快實現自動化和智能化發展，并由此建立專門性的操作機制和管理體系，這樣的變革可以有效改進傳統的以人為操作為核心的采煤工作模式[1]。在具體的應用方面，還需要充分遵循安全性原則，要在確保安全生產的前提下提高采煤效率和產量，并在這一過程中降低采煤作業所耗費的資源及資本，這樣才能切實提高整個作業的經濟效益和社會效益，為煤礦企業創造更多的收入，從而增加在采煤技術和采煤工藝方面的投入力度。

2采煤自動化技術在東峰煤礦的應用及發展

2.1采煤自動化技術的具體應用

2.1.1在礦井提升機系統中的應用在采煤作業中，礦井提升機可能受系統影響而出現不穩定現象。為此，東峰煤礦將自動化技術應用在礦井提升系統中，借此來提高整體控制系統的運行穩定性和安全性。除此之外，微處理器的應用還可以滿足多重尋址目標，這對于進一步提高機械設備的自診能力而言具有重要意義，同時在提高采煤作業的自動化水平方面發揮著重要作用。

2.1.2在采掘設備中的應用受復雜的井下作業環境影響，作業人員面臨著瓦斯和煤塵等因素的影響。基于此，東峰煤礦建立并完善自動化控制系統，將相關技術應用在大型采掘設備中，通過應用電牽引采煤機來提高采掘作業的便捷程度和規范程度。自動化技術在采掘設備中的應用可以有效規避人工操作所存在的失誤問題，從而保障整個采煤作業安全有序推進。

2.1.3在檢測監測設備中的應用在實際的采煤作業中，除了將自動化技術應用于提升機、傳送帶和采煤機等生產環節外，在監測設備方面的應用也很常見。東峰煤礦充分發揮自動化技術作用來完善煤礦監測設備，從源頭最大程度的阻止安全事故的發生。例如，東峰煤礦應用這一技術來探測煤礦作業環境，判斷是否可以作業，從而為井下工作人員的生命安全提供保障。

2.2采煤自動化技術的應用優勢一方面，與傳統的煤礦采煤作業相比，采煤自動化技術的應用可以充分實現全程視頻監控和運行狀態監測，不僅可以及時了解井下采煤設備的運行狀態及作業人員的工作狀態，還可以實現對整個生產過程的監控。例如，東峰煤礦應用自動化技術來發揮預警和示警作用，避免在采煤過程中出現違規操作和人為失誤現象，由此來降低出現安全事故的可能性[2]。另一方面，在現階段煤礦生產作業過程中，自動化技術的應用可以實現對數據信息的高效處理，有效改變傳統粗放式管理模式，顯著提高設備管理的精確程度，更好地滿足煤礦企業生產需要。同時，自動化技術的應用還可以緩解煤礦采煤作業受人為因素影響而導致的效率偏低等問題，這意味著可以在保障煤炭資源質量的同時提高工作效率，東峰煤礦應用自動化軟件及設備來實現對設備的遠程操作，從而提高作業效率。

2.3采煤自動化技術的發展趨勢在未來的發展中，為了更好地實現采煤自動化技術的推廣應用，相關檢修人員需要提高專業技能并掌握核心技術，做到快速處理工作面故障問題。由于采煤自動化技術在應用過程中需要使用大量的機電設備，尤其是需要應用到物聯網和大數據技術等，這些新的理念和技術對設備檢修人員提出了更高的要求，因此需要在提高專業技能的同時樹立安全意識和規范操作意識。針對采煤技術應用過程中存在的潛在安全隱患，要樹立風險意識，在充分保障安全的情況下做好設備調試和維修工作。東峰煤礦積極開展技術創新工作，開展煤巖自動識別技術創新，積極應對復雜地質采煤機滾筒不能自動調高的問題，通過引用天然射線和紫外線等來更好地滿足復雜地質條件下采煤機滾筒自動調整的需要。

3采煤智能化技術在東峰煤礦的應用及發展

3.1煤礦智能化開采的含義煤礦企業想要提高采煤技術的智能化程度，需要在實現機械化開采和自動化開采的基礎上，充分發揮信息化和工業化的融合作用來提高采煤技術的創新性，從而滿足不需要人工直接干預就可以實現自主導航和獨立采掘等功能的目標。基于此，東峰煤礦積極開展技術研發和設備升級，推廣應用綜采成套裝備智能系統，這些技術的應用可以實現對巷道的遠程操控，極大程度提高了采煤作業的安全性和高效性[3]。

3.2采煤智能化技術在東峰煤礦的具體應用隨著智能化技術的應用，東峰煤礦技術人員可以在綜采工作面自動化監控中心遠程觀察到采煤作業面的具體情況，通過語音進行調度和調控；還可以實現對采煤作業設備的遠程操控和遠程監測，由此來為井下作業人員提供更加安全可靠的信息支撐[4]。主要體現在如下方面：第一，東峰煤礦將視頻監控系統接入智能化控制系統，智能化控制系統結合采煤機精確定位系統給出的采煤機精確位置，實現在井下顯示器和地面分控中心顯示器上跟隨采煤機位置的變化自動切換顯示的畫面，使得顯示器能夠實時監控采煤機截割部的狀態和截割部位液壓支架及煤墻的狀態。第二，東峰煤礦積極建立工作面視頻系統，在運行過程中通過獲取采煤機位置信息。當采煤機開始割煤時，視頻畫面會跟隨采煤機進行切換，保證在監控中心的操作人員可實時跟蹤到采煤機附近的設備與人員信息，并能根據工作面情況及時發出相應的遠程控制指令，確保設備與人員安全。第三，東峰煤礦建立工作面放頂煤自動控制系統，如收發器等裝置。其中，支架控制器通過驅動電磁先導閥的開合來控制放煤支架的液壓元部件，從而控制支架動作。在放煤過程中，下落的煤塊或矸石砸落在支架的尾梁上產生不同的振動信號，由于煤塊和矸石的硬度不同，其產生的振動信號強度也不同。煤矸識別傳感器根據識別振動信號的強度來判斷下落的是煤塊或者矸石。煤矸識別傳感器通過采集、分析處理這些振動信號以判斷煤塊下落量及矸石下落狀態，并將處理結果通過無線收發器發送給支架控制器。支架控制器軟件是依據放煤工藝并結合現場放煤要求開發的，該軟件能自動執行放煤動作，并依據接收到的相關振動信號判斷放煤狀態，根據放煤要求自動控制支架的放煤過程。

3.3采煤智能化技術的發展趨勢目前，采煤智能化技術在應用方面存在一些難點問題，例如在采煤作業過程中打破煤層中的應力平衡，這會導致礦山壓力增加，從而出現瓦斯和水突然涌出的情況，對作業的安全性造成極大威脅。此外，還需要解決設備可靠性問題、采煤惡劣環境下可視化難題和復雜條件下自感知技術難題，這些問題的存在直接影響到采煤智能化技術的應用效果和安全生產效率[5]。在未來發展中，隨著信息技術尤其是光電技術在采煤作業中的推廣應用，對于進一步提高采煤技術的智能化水平而言具有重要意義。煤礦企業需要做好對新技術的引入和對傳統技術的升級，東峰煤礦可以借助實時三維GIS智能化開采導航技術來實現對井下作業設備及人員的自動定位，從而實現安全監控和精確開采，最大程度保障對整個采煤作業的控制效果和監控力度。

4東峰煤礦采煤技術的發展革新趨勢

受傳統的技術觀念和工藝理念影響，我國部分煤礦企業的采煤技術在應用方面存在不穩定問題，同時在采煤效率和安全性方面也存在一些隱患[6]。為了進一步提高煤礦采煤技術和采煤方法的革新力度，東峰煤礦需要結合當前市場經濟發展需要和工業建設革新要求來深入探索采煤技術發展趨勢，更好地實現自動化和智能化發展，建立出系統完善的管理體系和運行機制。首先，東峰煤礦需要突破傳統采煤方式的理念限制和方式束縛，更好地實現集約化生產發展。與傳統的方式相比，集約化生產可以有效減少生產操作步驟，同時可以提高采煤效率[7]。其次，東峰煤礦要及時更新采煤作業所使用到的機械設備，提高勘探工作的效率和質量，正確引進并應用自動化機械設備和智能化機械設備來提高作業效率，同時要在實踐應用過程中實現優化創新，更好地保障生產水平和作業人員生命安全。最后，東峰煤礦要加快引進數控管理理念，更好地推動煤礦行業實現智能化發展，引用具有現代化發展特點的數控設備。這不僅能夠實現對開采區客觀環境的全面分析和數據傳輸，而且可以有效簡化開采作業步驟和流程，從而提高整體管理效率，對于加快建立出完善的自動化和智能化管理模式具有重要意義[8]。

5結語

為了更好地提高煤礦采煤作業效率，滿足當前經濟建設需要和工業建設需要，東峰煤礦需要科學的應用自動化技術和智能化技術，借此來優化傳統機械設備結構并提高工藝操作水平，這對于進一步提升煤礦采礦效率和質量具有重要作用。相關領域及企業也需要根據當前在自動化技術和智能化技術應用方面存在的問題進行探討解決，更好發揮新理念新技術作用來實現高效化生產和智能化運作，充分將低采煤作業的風險，為煤礦行業及相關領域發展提供更好的技術條件和支撐。

參考文獻

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[6]許立達.煤礦采煤技術的發展與采煤自動化技術[J].當代化工研究,2021(20):69-70.

[7]原權全.淺談煤礦采煤技術的發展與采煤自動化技術[J].礦業裝備,2021(5):72-73.

[8]王穎清.煤礦采煤技術的發展與自動化技術應用關鍵分析[J].能源與節能,2021(7):219-220.

作者:宋強 單位:山西蘭花集團東峰煤礦有限公司