智能化采煤设备的关键技术分析

发表时间：2020-06-02T12:40:08.333Z 来源：《基层建设》2020年第4期 作者： 吝鹏涛

[导读] 摘要：我国大部分煤炭资源都是通过井工开采的方式实现的，如果开挖到深部煤层则会引发其他地质灾害，对采煤人员的人身和财产安全造成威胁，给煤矿企业造成巨大的经济损失。 陕西澄合山阳煤矿有限公司 陕西省 715300

摘要：我国大部分煤炭资源都是通过井工开采的方式实现的，如果开挖到深部煤层则会引发其他地质灾害，对采煤人员的人身和财产安全造成威胁，给煤矿企业造成巨大的经济损失。近年来，各大煤矿企业也开始重视对智能化采煤技术的研发，希望以此来帮助提升煤矿开采过程的安全性。智能化煤矿开采是在机械化、自动化开采基础上实现的信息化和工业化的深度融合，它的技术内涵主要体现在三个方面，分别为自动获取采掘工艺、自主采掘作业以及对实际地质条件的调控。本文就从当前我国智能化采煤设备的技术构架出发，对智能化采煤设备中涉及的关键技术进行了分析，并深入探究了未来智能化采煤设备关键技术的发展方向。 关键词：智能化；采煤设备；关键技术

引言：科学技术水平的提升在很大程度上推动了智能化采煤技术的进步，我国煤矿行业也逐渐朝着智能化、机械化、高效化的方向发展。但是从智能化采煤设备的情况来看，似乎并不是很乐观，很多煤矿企业由于缺乏资金投入，导致采煤设备的自动化程度低，另外由于人员的分工比较分散，又缺乏一定的专业性，使得我国煤炭产业的发展受到很大影响，不利于我国整体经济效益的提升，因此各大煤矿开采企业应当在逐步加大对智能化采煤设备关键技术的优化和创新，为未来智能化采煤设备的发展奠定基础。 一、我国智能化采煤设备的技术构架

煤岩自适应截割与支护、自主巡航采煤作业、高效可靠动力传递是当前智能化采煤设备应用过程中面临的三大难题，相对应的技术难题分别为：深采煤层高效截割、安全支护技术、重截采煤设备可靠性及高性能传动技术、复杂地质条件下采煤作业智能感知与调控技术。想要有效解决这三个难题，煤矿企业应当首先进行矿山物联网的建设，同时这也是解决这三大难题的根本基础，通过建立物联网可以让采煤设备更好地对采煤环境、自身的运行状态等进行感知，这样一来就可以很好地适应截割、巡航等作业环节。不仅如此，通过物联网的建立采煤设备也可以形成一个具备分析、执行、决策能力的闭合控制环，让物联网和采煤设备的各项功能之间建立稳定的技术构架，从而让智能化采煤设备可以真正地具备动力可靠性、控制自主性以及开采适宜性等智能化功能[1]。 二、智能化采煤设备中涉及的关键技术 （一）智能化煤岩自适应截割调控技术

智能化煤岩自适应截割调控技术通常需要人工辅助操作，它是智能化采煤设备进行记忆、采挖的一种方式，要想实现智能化煤岩自适应截割调控技术的自动采煤功能，就必须要构建岩体冲击采挖技术和智能化采煤设备的模型，这样一来才可以建立起更符合岩体采煤硬度变化的智能化采煤设备，从而有效帮助提升智能化采煤设备的工作效率[2]。但是由于我国的地形情况比较复杂，岩体的赋存趋势也呈现出很大的差异性，智能化采煤设备运行的过程中仍然需要承受较大的冲击力，很容易引发设备磨损等问题，这样不仅会大大缩减智能化采煤设备的使用寿命，还会对顶板造成巨大的破坏，因此在以后的发展过程中各大煤矿企业开始应当对不断地对智能化煤岩自适应截割调控技术进行优化，不断地提升采煤系统的有效性。 （二）液压支撑自适应调控技术

通常情况下整体液压支架支撑和保护运行动作的自动协调性是由液压支撑自动适应调控技术系统智能化运作的关键技术，液压支架可以实现对每一支架保护结构的自动识别和控制，当前我国对液压支撑智能化控制技术的研究重点还是在液压支架四连杆结构升级和对液压支撑参数创新方面，如何实现顶层岩体、液压支架保护和液压阻尼三者之间的协调是当前相关技术人员应当思考的问题。 （三）采煤设备智能化自动诊断技术

采煤工作顺利开展的技术就是智能化采煤设备的正常运行，提升采煤设备智能化自动诊断技术也是保证采煤工作可以实现稳定发展的关键因素。从采煤设备智能化自动诊断技术的特点来看，采煤设备智能化自动诊断技术可以实现对采煤设备无人操作面的信息收集、分析和整理以及场景再现，这样一来就可以很好地保证采煤的效果[3]。要知道，在不同环境下，采煤技术是完全不同的，当遇到恶劣环境就可以利用采煤设备智能化自动诊断技术来实现对采煤设备运行实时监测，这样一来就可以有效减少由于环境变化给采煤工作造成的影响，将煤矿企业的损失减少到最低。

三、智能化采煤设备关键技术的发展方向 （一）智能化煤岩自适应截割调控技术

在以后的发展过程中，为了让智能化采煤设备可以更好地适应行业的发展，相关技术人员必须要不断地对智能化煤岩自适应截割调控技术进行研究，不断地对煤岩高效截割机的设计理论及控制方式进行创新，让其可以更好地适应煤岩的硬度变化，从而保证整个截割系统的稳定性和可靠性。

（二）液压支撑智能化控制技术

在这里我们可以将液压支架看做一组分布式支护机构，单体支护的稳定性需要通过液压支架控制器的识别和调控，但是从液压支撑智能化控制技术的应用情况来看，相关技术人员还是应当从顶板岩层支护机构问题出发，对实现液压支架运动稳定性控制的方式进行研究，通过不断地研究更新来帮助提升液压支撑智能化控制技术的应用效果[4]。 （三）采煤设备智能化自动诊断技术

想要实现对智能化采煤设备各项性能的优化就必须要建立智能化采煤设备的多元信息融合模型，确定三维空间信息准确、实时拾取的方式，从而实现对无人采煤工作面的虚拟场景再现以及实景感知。除此之外，为了更好地提升智能化采煤设备的应用效果，相关技术人员也应当大力研发智能化采煤设备，并将研究的重点放在自动诊断技术上，逐步建立起能够适应恶劣环境的智能化采煤设备运行故障识别模型，从而有效实现对智能化采煤设备运行全过程的实时监控和预报[5]。通常情况下，光纤传感器会被用作采煤设备智能化诊断过程中，因为光纤传导器具备耐高压、耐腐蚀、高灵敏度、高分辨率的特性，即便是在高温、高压、易燃易爆的环境下也可以正常运行，并且运行过程不会受到电磁场干扰，因此可以被用作采煤检测，具体地，光纤传导器能够有效检测地下的压力、温度、角速度等。另外，在以后的发展过程中，各种科学技术必然会不断地得到优化，智能化采煤设备的功能和专业性也会逐步提升，技术人员也可以在智能化采煤设备上建

立分布式的光纤传感器网络，也就是获得智能采煤设备的本征型智能结构，从而实现对智能化采煤设备各项运行性能的优化，全面提升采煤的速率和质量。

结束语：总而言之，采煤过程是一项系统的、复杂的过程，采煤设备的技术水平直接影响到采煤工作的质量及采煤过程的安全。因此为了更好地保证采煤项目的顺利完成，避免在采煤的过程中发生各种安全事故给采煤企业造成巨大的经济损失，相关技术人员应当在坚持系统设计原理的基础上，不断地对智能化采煤设备中涉及到的关键技术进行优化，从而帮助提升智能化采煤设备的自动化和适应性，进一步推动我国煤炭企业的发展。 参考文献：

[1]王国法，赵国瑞，任怀伟.智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J].煤炭学报，2019，44（01）：41-48. [2]范京道.大采高工作面智能化综采关键技术研究[J].工矿自动化，2018，44（12）：5-12.

[3]黄乐亭，黄曾华，张科学.大采高综采智能化工作面开采关键技术研究 [J].煤矿开采，2016（1）：1-6，共6页. [4]刘亚军.大采高智能化综采设备在屯兰矿的应用[J].图书情报导刊，2008，18（14）：205-206. [5]王虹.综采工作面智能化关键技术研究现状与发展方向[J].煤炭科学技术，2014（01）：70-74.