煤矿智能化开采技术的创新与管理_宋浩博.pdf

煤矿智能化开采技术的创新与管理宋浩博（国能神东煤炭集团 石圪台煤矿，陕西 榆林）摘 要：随着科技的高速发展，智能化技术广泛应用于各行各业，特别是在煤矿开采工作中，利用智能化技术，不仅有助于提高开采质量及效率，还能规避安全风险，为工作人员提供安全保障，为整个煤矿产业的稳定发展提供技术保障。本文对煤矿智能化开采技术的创新及管理对策进行分析。关键词：煤矿；智能化开采技术；创新；管理中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）信息技术、人工智能技术、智能制造技术等智能化技术已在煤矿开采中得到广泛应用，对于实现高效开采和能源清洁高效利用具有重要意义。例如，神东矿井 通信信号遍布井下；首个综采成套智能化系统在大柳塔煤矿 综采工作面的成功应用；石圪台煤矿等高智能化工作面开采等。通过对智能化开采技术及相关设备的创新，能够进一步提高智能化开采水平，建立安全高效的煤矿，为智慧煤矿的发展与建设夯实基础。本文对煤矿智能化开采技术的创新及管理对策进行了分析。煤矿智能化开采现状及目标近年来，、人工智能、大数据等先进智能技术得到广泛应用，对煤矿产业而言，为实现高质量发展，需要将科技创新作为核心驱动力，全面推进煤矿的智能化。年，中国工程院提交的“关于加快煤矿智能化发展的建议”涵盖了发展原则、分阶段目标及主要任务，煤矿智能化建设上升至国家层面。年至今，我国加强智能化煤矿系统底层设计及所需设备的研发，针对不同的矿井条件，探索不同的发展路径。目前，信息网络技术与煤矿开采机械设备融合应用，逐渐实现了智能化开采，预计到 年，可以全面实现无人开采的目标，到 年，进一步实现开采设备的自主感知和调控，完全脱离人员控制，实现煤矿全面智能化开采，也就是在工作面达到无人作业。煤矿智能化开采的关键技术结合实践可知，煤矿智能化开采技术并非单一的智能化技术，而是涵盖多项关键技术，不同技术的功能、作用各不相同，为了避免影响开采，工作人员需要充分掌握各项技术的应用原理、要点及适用范围，确保能够科学运用各项技术，进而保证智能化开采技术的应用效果，提高开采效率。远程人工干预通常情况下，煤矿开采作业需要诸多机械设备，液压设备便是一项关键设备。由于开采作业环境恶劣，设备运行时极易受到外界环境因素的干扰，导致运行状态不稳定。开采作业时，需要及时分析故障并处理，保证设备的运行质量。但是，传统的处理方法需要投入大量的人力成本，对企业效益造成一定影响，且全天候监测难度较大，效果并不理想。比如工作人员欠缺专业素养，难以及时发现液压机运行问题无法及时处理，对设备的运行质量及煤矿的开采效率造成不利影响，难以保证综合效益。远程人工干预技术的应用能够弥补传统模式的不足，能够实现对液压机运行的实时监控，为煤矿开采作业的顺利进行提供保障，如图 所示。该项技术以视频监控系统为基础，建立透明化的设备运行环境，利用远程操控功能有效调整液压支架，为设备的稳定运行提供保障。另外，该项技术手段还可以详细记录设备的运行信息，收集参数，经过分析与整理发送至相关部门，为制订决策提供重要依据。因此，远程人工干预技术在煤矿开采中具有极高应用价值。图 设备实时监控 视频监控技术由于煤矿开采环境恶劣、复杂，开采过程中存在一DOI:10.13487/ki.imce.022883定的安全隐患。如果未采取有效的安全防护措施，极易威胁人身安全。因此，煤矿需要加强对安全工作的重视，对常见安全事故进行分析，采取有效的防范对策，最大程度减少安全事故发生的风险，为工作人员的安全提供保障。但是，传统煤矿安全管理方法缺乏全面性，难以有效预防安全事故。因此，需要积极引进智能化技术，即基于对工作面的全面分析，安装视频监控系统，实时监测煤矿开采环境。监控时，监控中心能够结合环境的变化情况及时与指挥中心进行沟通，加强协作，最大程度避免安全事故的发生。例如，联力公司采用工作面监控系统，该系统在神东锦界煤矿应用，为智能化监控系统，监控综采面回采过程时，转载机因大块煤卡阻导致溜子堆煤严重，导致采煤机和刮板输送机停机；当系统识别刮板运输机溜槽煤量输送缓慢或者煤量增大时，能够自动控制采煤机的牵引速度。自动化集中控制煤矿开采作业需要采用大量的机械设备，设备的稳定运行是开采作业顺利进行的基础。因此，需要加强对机械设备的重视，全面监控运行状态，保证设备始终处于正常、稳定的运行状态。近年来，我国越来越多的煤矿开始构建综采自动化集中控制系统，能够对开采作业使用的设备及供电设备进行实时监控，保证设备的稳定运行。另外，通过利用自动化集中控制技术，工作人员可结合开采环境制订科学、合理的开采流程，实现井下控制系统与地面控制系统的有效结合，对开采工作面实现全面监控。例如，黄陵一号煤矿 智能化综采工作面采用集成控制系统，通过工作面的接入器、光电转换器和交换机，建立统一、开放的工作面 工业以太网控制平台，全面整合采煤机控制系统、支架电液控制系统、工作面运输控制系统等，实现对综合机械化采煤工作面设备的自动化集中控制，使该工作面实现集语音、视频、远程集中系统为一体的自动化控制系统，实现工作面采煤机、刮板运输机等设备的联动控制与关联闭锁等功能。因此，自动化集中控制不但能够保证开采工作面的透明化，还可以实现开采流程的自动化，对于提高煤矿的开采效率具有积极作用。煤矿智能化开采技术的创新与管理对策结合现状分析，目前我国绝大多数煤矿积极引进智能化开采技术，实现降低生产成本、提高工作效率的目标。但是随着科技的高速发展，市场竞争愈发激烈，常规使用煤炭智能化开采技术已无法满足需求，为了进一步提高智能化开采水平，加强创新与管理十分必要。加强对技术创新及管理的重视在信息化时代背景下，智能化发展已成为工业企业的主要发展方向，煤炭开采作业是一种较为复杂、特殊的生产作业，也需要紧跟时代发展的步伐，积极利用智能化技术。结合现状分析，智能化技术等先进技术已得到煤矿广泛应用，相比传统人工的作业模式优势明显。近年来，我国在智能化开采技术的实践和应用方面取得了明显成效，逐渐由单机控制发展为自动化控制。因此，对管理人员而言，需要充分认识到技术创新及管理工作的重要性，认识到无人化、自动化煤矿开采具有可行性，能够积极主动接纳新技术，避免受传统思维的影响产生排斥心理。需要加强对工作人员的教育，提高其对新技术的认知，认识到智能化开采技术是采煤工艺的重大革新，是开采技术发展的主要趋势。结合实际，合理选型配套首先，需要了解开采现场的地质情况，在此基础上合理选择技术、设备，保证与周围地质条件契合，确保先进的技术、设备具有良好的适应性。其次，做好现有设备的考察工作，结合地质情况，合理选型配套。最后，牢牢把握关键技术的实用性设计，完善单机设备的功能，做好维护保养等工作，提高自动化水平。目前，智能化综采控制系统偶尔存在通信不稳、控制命令丢失、视频卡顿等情况，配套使用的高精度传感器等设备可能出现数据监测不稳、液压支架立柱压力及推移行程不准等情况。因此，需要进一步加强对设备可靠性的研究，达到智能化设备免维护的目的。积极研发实时交互技术煤矿开采作业与煤矿的生存发展息息相关，而智能化开采技术对开采的效率和质量有直接影响。因此，对智能化技术进行创新对于提高企业的综合竞争能力具有重要作用，但也会对三角煤截割工艺的应用效果产生不利影响，进而降低开采效率。为了解决上述问题，需要加大实时交互技术的研发力度。研发并采用该项技术后，有助于提高煤矿的开采效率及自动化切割能力，为企业发展提供技术支持。实时交互技术的主要优势在于能够提高设备的协同性，也就是本设备能够结合其他设备的运行情况调整运行。通过现场设置视频传感器、压力传感器、纠偏系统等联合调控，实现采集信息的高效交互，进而达到高速协同控制采煤设备的目的。因此，与传统技术手段相比，实时交互技术能够提高工作效率，工作人员应充分了解标准要求，加大技术开发力度，实现技术创新目标。积极构建远程操作管控系统煤矿开采作业极易受到外界环境等因素的影响引发安全事故。如果管理人员的安全防范意识不足，缺乏对安全管理工作的重视，或者安全防护措施未得到有效落实，必然会对煤矿的安全开采及现场工作人员的人身安全造成威胁。安全开采是煤矿开采的首要原则，关乎企业的基本效益。因此，煤矿需要积极构建完善的远程操作管控系统，对系统进行优化，不断提高综合性能，为煤矿开采的安全性提供保障，加强对作业面的干预。为此，首先需要对系统的操作界面进行优化，保证简洁，当煤矿开采发生安全事故时，工作人员可通过界面定位操作按钮，及时处理，为工作人员的安全提供保障，如图 所示。比如，当液压支架存在漏推等问题，该系统能够及时发出预警信号，提示工作人员及时反应。其次，工作人员能够通过系统界面明确事故、故障类型，为制订处理方案提供依据。完成上述工作后，该系统能够实时监控设备，及时发现异常情况，为设备的安全、稳定运行提供保障。图 远程控制系统界面 优化综采工作面的找直技术煤矿开采作业对液压支架及煤炭表面的平整度具有较高的要求，如果与标准不符，极易导致综采工作面的稳定性下降，进而对开采质量及效率造成影响，难以保证经济效益。因此，在进行开采作业时，企业需要加强对综采工作面的重视，对综采工作面找直技术进行全面优化，可利用导航仪器、自动化巡检设备等实时监控综采工作面。另外，需要详细记录设备的运行情况及环境信息，全面整合信息，采用监控技术手段进行综采工作面找直，以保证综采工作面的稳定性，提高开采效率。为实现工作面的自动找直，应获取和控制采煤机、液压支架、刮板输送机等信息，满足“三直两平”的标准，基于对 技术的利用，研究一种多传感器融合的定位方法，利用地磁导航、多传感器修正、自组网定位等技术，构建一体化系统。建立完善的综采智能化管理平台智能化信息系统对于提高开采效率及质量具有重要意义，工作人员需要加强重视。煤矿需要积极引进智能化信息系统，结合实际，将大数据平台作为基础，积极引进先进的技术手段，建立完善的综采智能化管理平台。同时，在平台中设置多个功能模块，包括环境监测模块、故障分析模块以及实时监控模块等。不同模块的功能各不相同，例如实时监控模块能够帮助工作人员了解煤矿开采的情况，加强对生产作业环节的管控，及时发现存在的问题，采取解决措施；故障分析模块能够及时发现煤矿开采过程中机械设备、电气设备存在的故障，对故障定位，全面分析原因，生成汇总报告传送至工作人员，为故障的及时处理提供参考依据，这对于实现煤矿开采的智能化、精细化管理具有重要意义。树立全员创新理念对智能化设备的安全与调试而言，自动化应用问题十分常见，针对这类问题，不仅需要注重技术创新，更需要树立全员创新的理念，挖掘工作人员的潜力，通过全员创新的方式不断解决问题。在解决问题的同时，也能够帮助工作人员了解设备运行、技术应用过程中存在的问题，为维护检修工作提供依据。在树立全员创新理念的过程中，需要营造良好氛围，积极鼓励工作人员进行创新，在企业的发展阶段，牢牢把握人才、技术、体制机制等优势，以创新理念为依托，深入开展创新工作，有助于提高煤矿开采技术、设备水平，有利于进一步提高管理水平，为煤矿的稳定发展夯实基础。结语综上所述，煤矿智能化开采技术的应用对于提高开采效率、控制成本、提高企业综合效益具有重要作用。但是我国智能化开采技术仍处于发展阶段，与智能化、自动化、无人操作等目标仍具有差距，管理人员需要强化创新意识，注重技术创新，不断提高管理水平，为智能化开采技术的发展夯实基础。参考文献：王建双煤矿智能化开采关键核心技术探究科学技术创新，（）：冯家良煤矿智能化开采关键核心技术分析当代化工研究，（）：裴新宇煤矿智能化开采模式与技术路径研究西部探矿工程，（）：作者简介：宋浩博（），男，河北邢台人，本科，助理工程师，研究方向：煤矿智能化开采。