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摘要：從了解東峰煤礦基本情況和煤礦采煤技術(shù)需遵循的原則入手，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)的具體應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)來(lái)探討發(fā)展趨勢(shì)，致力于更好地推進(jìn)技術(shù)升級(jí)并提高采煤效率。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；智能化；開(kāi)采技術(shù)；東峰煤礦；應(yīng)用；發(fā)展

0引言

山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司（以下簡(jiǎn)稱東峰煤礦）在發(fā)展過(guò)程中，根據(jù)采煤作業(yè)的具體情況及安全生產(chǎn)要求，積極開(kāi)展自動(dòng)化生產(chǎn)和智能化建設(shè)，切實(shí)提高采煤效率，通過(guò)發(fā)揮相關(guān)技術(shù)的支撐作用來(lái)緩解在采煤過(guò)程中存在的規(guī)范性問(wèn)題和安全性問(wèn)題，從而加快技術(shù)革新進(jìn)程并推動(dòng)能源領(lǐng)域發(fā)展。

1東峰煤礦基本情況及采煤技術(shù)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(xiāng)境內(nèi)，工業(yè)場(chǎng)地距高平市區(qū)約15km，隸屬于山西蘭花煤炭實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，地理坐標(biāo)為東經(jīng)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(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司核心礦井之一，礦井3號(hào)煤層現(xiàn)保有儲(chǔ)量大、煤層賦存穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。礦方為減少工作面人員配置、提高工作面開(kāi)采效率、降低回采工作面安全隱患，近年來(lái)逐步推進(jìn)礦井3號(hào)煤層3202工作面智能化建設(shè)工作。

1.2采煤技術(shù)需遵循的原則在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，煤礦企業(yè)需要提高對(duì)采煤技術(shù)的優(yōu)化重視程度，積極推廣應(yīng)用新開(kāi)采技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)需要明確新時(shí)代發(fā)展需求，做好對(duì)技術(shù)應(yīng)用的分析工作。從這一角度講，在煤礦采煤技術(shù)方面，需要遵循創(chuàng)新性原則：第一，需要應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)和高效設(shè)備來(lái)充分滿足當(dāng)前各領(lǐng)域?qū)δ茉促Y源的需求。第二，在提高機(jī)械化水平的過(guò)程中，加快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化發(fā)展，并由此建立專門(mén)性的操作機(jī)制和管理體系，這樣的變革可以有效改進(jìn)傳統(tǒng)的以人為操作為核心的采煤工作模式[1]。在具體的應(yīng)用方面，還需要充分遵循安全性原則，要在確保安全生產(chǎn)的前提下提高采煤效率和產(chǎn)量，并在這一過(guò)程中降低采煤作業(yè)所耗費(fèi)的資源及資本，這樣才能切實(shí)提高整個(gè)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多的收入，從而增加在采煤技術(shù)和采煤工藝方面的投入力度。

2采煤自動(dòng)化技術(shù)在東峰煤礦的應(yīng)用及發(fā)展

2.1采煤自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1.1在礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用在采煤作業(yè)中，礦井提升機(jī)可能受系統(tǒng)影響而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。為此，東峰煤礦將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在礦井提升系統(tǒng)中，借此來(lái)提高整體控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。除此之外，微處理器的應(yīng)用還可以滿足多重尋址目標(biāo)，這對(duì)于進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)備的自診能力而言具有重要意義，同時(shí)在提高采煤作業(yè)的自動(dòng)化水平方面發(fā)揮著重要作用。

2.1.2在采掘設(shè)備中的應(yīng)用受復(fù)雜的井下作業(yè)環(huán)境影響，作業(yè)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(dòng)化控制系統(tǒng)，將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用在大型采掘設(shè)備中，通過(guò)應(yīng)用電牽引采煤機(jī)來(lái)提高采掘作業(yè)的便捷程度和規(guī)范程度。自動(dòng)化技術(shù)在采掘設(shè)備中的應(yīng)用可以有效規(guī)避人工操作所存在的失誤問(wèn)題，從而保障整個(gè)采煤作業(yè)安全有序推進(jìn)。

2.1.3在檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備中的應(yīng)用在實(shí)際的采煤作業(yè)中，除了將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于提升機(jī)、傳送帶和采煤機(jī)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)外，在監(jiān)測(cè)設(shè)備方面的應(yīng)用也很常見(jiàn)。東峰煤礦充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)作用來(lái)完善煤礦監(jiān)測(cè)設(shè)備，從源頭最大程度的阻止安全事故的發(fā)生。例如，東峰煤礦應(yīng)用這一技術(shù)來(lái)探測(cè)煤礦作業(yè)環(huán)境，判斷是否可以作業(yè)，從而為井下工作人員的生命安全提供保障。

2.2采煤自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)一方面，與傳統(tǒng)的煤礦采煤作業(yè)相比，采煤自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以充分實(shí)現(xiàn)全程視頻監(jiān)控和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，不僅可以及時(shí)了解井下采煤設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及作業(yè)人員的工作狀態(tài)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控。例如，東峰煤礦應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)發(fā)揮預(yù)警和示警作用，避免在采煤過(guò)程中出現(xiàn)違規(guī)操作和人為失誤現(xiàn)象，由此來(lái)降低出現(xiàn)安全事故的可能性[2]。另一方面，在現(xiàn)階段煤礦生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的高效處理，有效改變傳統(tǒng)粗放式管理模式，顯著提高設(shè)備管理的精確程度，更好地滿足煤礦企業(yè)生產(chǎn)需要。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還可以緩解煤礦采煤作業(yè)受人為因素影響而導(dǎo)致的效率偏低等問(wèn)題，這意味著可以在保障煤炭資源質(zhì)量的同時(shí)提高工作效率，東峰煤礦應(yīng)用自動(dòng)化軟件及設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，從而提高作業(yè)效率。

2.3采煤自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在未來(lái)的發(fā)展中，為了更好地實(shí)現(xiàn)采煤自動(dòng)化技術(shù)的推廣應(yīng)用，相關(guān)檢修人員需要提高專業(yè)技能并掌握核心技術(shù)，做到快速處理工作面故障問(wèn)題。由于采煤自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中需要使用大量的機(jī)電設(shè)備，尤其是需要應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等，這些新的理念和技術(shù)對(duì)設(shè)備檢修人員提出了更高的要求，因此需要在提高專業(yè)技能的同時(shí)樹(shù)立安全意識(shí)和規(guī)范操作意識(shí)。針對(duì)采煤技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的潛在安全隱患，要樹(shù)立風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，在充分保障安全的情況下做好設(shè)備調(diào)試和維修工作。東峰煤礦積極開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新工作，開(kāi)展煤巖自動(dòng)識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新，積極應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)采煤機(jī)滾筒不能自動(dòng)調(diào)高的問(wèn)題，通過(guò)引用天然射線和紫外線等來(lái)更好地滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下采煤機(jī)滾筒自動(dòng)調(diào)整的需要。

3采煤智能化技術(shù)在東峰煤礦的應(yīng)用及發(fā)展

3.1煤礦智能化開(kāi)采的含義煤礦企業(yè)想要提高采煤技術(shù)的智能化程度，需要在實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開(kāi)采和自動(dòng)化開(kāi)采的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮信息化和工業(yè)化的融合作用來(lái)提高采煤技術(shù)的創(chuàng)新性，從而滿足不需要人工直接干預(yù)就可以實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和獨(dú)立采掘等功能的目標(biāo)。基于此，東峰煤礦積極開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和設(shè)備升級(jí)，推廣應(yīng)用綜采成套裝備智能系統(tǒng)，這些技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道的遠(yuǎn)程操控，極大程度提高了采煤作業(yè)的安全性和高效性[3]。

3.2采煤智能化技術(shù)在東峰煤礦的具體應(yīng)用隨著智能化技術(shù)的應(yīng)用，東峰煤礦技術(shù)人員可以在綜采工作面自動(dòng)化監(jiān)控中心遠(yuǎn)程觀察到采煤作業(yè)面的具體情況，通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行調(diào)度和調(diào)控；還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤作業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，由此來(lái)為井下作業(yè)人員提供更加安全可靠的信息支撐[4]。主要體現(xiàn)在如下方面：第一，東峰煤礦將視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入智能化控制系統(tǒng)，智能化控制系統(tǒng)結(jié)合采煤機(jī)精確定位系統(tǒng)給出的采煤機(jī)精確位置，實(shí)現(xiàn)在井下顯示器和地面分控中心顯示器上跟隨采煤機(jī)位置的變化自動(dòng)切換顯示的畫(huà)面，使得顯示器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控采煤機(jī)截割部的狀態(tài)和截割部位液壓支架及煤墻的狀態(tài)。第二，東峰煤礦積極建立工作面視頻系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)獲取采煤機(jī)位置信息。當(dāng)采煤機(jī)開(kāi)始割煤時(shí)，視頻畫(huà)面會(huì)跟隨采煤機(jī)進(jìn)行切換，保證在監(jiān)控中心的操作人員可實(shí)時(shí)跟蹤到采煤機(jī)附近的設(shè)備與人員信息，并能根據(jù)工作面情況及時(shí)發(fā)出相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制指令，確保設(shè)備與人員安全。第三，東峰煤礦建立工作面放頂煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，如收發(fā)器等裝置。其中，支架控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電磁先導(dǎo)閥的開(kāi)合來(lái)控制放煤支架的液壓元部件，從而控制支架動(dòng)作。在放煤過(guò)程中，下落的煤塊或矸石砸落在支架的尾梁上產(chǎn)生不同的振動(dòng)信號(hào)，由于煤塊和矸石的硬度不同，其產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度也不同。煤矸識(shí)別傳感器根據(jù)識(shí)別振動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)判斷下落的是煤塊或者矸石。煤矸識(shí)別傳感器通過(guò)采集、分析處理這些振動(dòng)信號(hào)以判斷煤塊下落量及矸石下落狀態(tài)，并將處理結(jié)果通過(guò)無(wú)線收發(fā)器發(fā)送給支架控制器。支架控制器軟件是依據(jù)放煤工藝并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)放煤要求開(kāi)發(fā)的，該軟件能自動(dòng)執(zhí)行放煤動(dòng)作，并依據(jù)接收到的相關(guān)振動(dòng)信號(hào)判斷放煤狀態(tài)，根據(jù)放煤要求自動(dòng)控制支架的放煤過(guò)程。

3.3采煤智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)目前，采煤智能化技術(shù)在應(yīng)用方面存在一些難點(diǎn)問(wèn)題，例如在采煤作業(yè)過(guò)程中打破煤層中的應(yīng)力平衡，這會(huì)導(dǎo)致礦山壓力增加，從而出現(xiàn)瓦斯和水突然涌出的情況，對(duì)作業(yè)的安全性造成極大威脅。此外，還需要解決設(shè)備可靠性問(wèn)題、采煤惡劣環(huán)境下可視化難題和復(fù)雜條件下自感知技術(shù)難題，這些問(wèn)題的存在直接影響到采煤智能化技術(shù)的應(yīng)用效果和安全生產(chǎn)效率[5]。在未來(lái)發(fā)展中，隨著信息技術(shù)尤其是光電技術(shù)在采煤作業(yè)中的推廣應(yīng)用，對(duì)于進(jìn)一步提高采煤技術(shù)的智能化水平而言具有重要意義。煤礦企業(yè)需要做好對(duì)新技術(shù)的引入和對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)，東峰煤礦可以借助實(shí)時(shí)三維GIS智能化開(kāi)采導(dǎo)航技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下作業(yè)設(shè)備及人員的自動(dòng)定位，從而實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控和精確開(kāi)采，最大程度保障對(duì)整個(gè)采煤作業(yè)的控制效果和監(jiān)控力度。

4東峰煤礦采煤技術(shù)的發(fā)展革新趨勢(shì)

受傳統(tǒng)的技術(shù)觀念和工藝?yán)砟钣绊懀覈?guó)部分煤礦企業(yè)的采煤技術(shù)在應(yīng)用方面存在不穩(wěn)定問(wèn)題，同時(shí)在采煤效率和安全性方面也存在一些隱患[6]。為了進(jìn)一步提高煤礦采煤技術(shù)和采煤方法的革新力度，東峰煤礦需要結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和工業(yè)建設(shè)革新要求來(lái)深入探索采煤技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化發(fā)展，建立出系統(tǒng)完善的管理體系和運(yùn)行機(jī)制。首先，東峰煤礦需要突破傳統(tǒng)采煤方式的理念限制和方式束縛，更好地實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)發(fā)展。與傳統(tǒng)的方式相比，集約化生產(chǎn)可以有效減少生產(chǎn)操作步驟，同時(shí)可以提高采煤效率[7]。其次，東峰煤礦要及時(shí)更新采煤作業(yè)所使用到的機(jī)械設(shè)備，提高勘探工作的效率和質(zhì)量，正確引進(jìn)并應(yīng)用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備和智能化機(jī)械設(shè)備來(lái)提高作業(yè)效率，同時(shí)要在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化創(chuàng)新，更好地保障生產(chǎn)水平和作業(yè)人員生命安全。最后，東峰煤礦要加快引進(jìn)數(shù)控管理理念，更好地推動(dòng)煤礦行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，引用具有現(xiàn)代化發(fā)展特點(diǎn)的數(shù)控設(shè)備。這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)開(kāi)采區(qū)客觀環(huán)境的全面分析和數(shù)據(jù)傳輸，而且可以有效簡(jiǎn)化開(kāi)采作業(yè)步驟和流程，從而提高整體管理效率，對(duì)于加快建立出完善的自動(dòng)化和智能化管理模式具有重要意義[8]。

5結(jié)語(yǔ)

為了更好地提高煤礦采煤作業(yè)效率，滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要和工業(yè)建設(shè)需要，東峰煤礦需要科學(xué)的應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)，借此來(lái)優(yōu)化傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)并提高工藝操作水平，這對(duì)于進(jìn)一步提升煤礦采礦效率和質(zhì)量具有重要作用。相關(guān)領(lǐng)域及企業(yè)也需要根據(jù)當(dāng)前在自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)應(yīng)用方面存在的問(wèn)題進(jìn)行探討解決，更好發(fā)揮新理念新技術(shù)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)和智能化運(yùn)作，充分將低采煤作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，為煤礦行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展提供更好的技術(shù)條件和支撐。

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作者:宋強(qiáng) 單位:山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司